JP2017089587A - Intake system for internal combustion engine - Google Patents

Intake system for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2017089587A
JP2017089587A JP2015224475A JP2015224475A JP2017089587A JP 2017089587 A JP2017089587 A JP 2017089587A JP 2015224475 A JP2015224475 A JP 2015224475A JP 2015224475 A JP2015224475 A JP 2015224475A JP 2017089587 A JP2017089587 A JP 2017089587A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
water injection
intake
intake air
humidity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015224475A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
伊藤 篤史
Atsushi Ito
篤史 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP2015224475A priority Critical patent/JP2017089587A/en
Publication of JP2017089587A publication Critical patent/JP2017089587A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an intake system for an internal combustion engine capable of inhibiting fuel that is not evaporated from being moved together with suction air and sucked to the internal combustion engine.SOLUTION: An intake system 100 for an internal combustion engine includes: a water injecting section 6 for injecting water to suction air flowing inside an intake system body 100a; a humidity sensor 71 for detecting humidity of the suction air upstream of a water injecting position E of the water injecting section 6; and an ECU 74 for controlling the injection amount of water injected from the water injecting section 6 on the basis of the humidity of the suction air detected by the humidity sensor 71 before the injection of the water.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、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.

従来、吸入空気を冷却するために吸入空気に水を噴射する水噴射部を備える内燃機関の吸気装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, an intake device for an internal combustion engine that includes a water injection unit that injects water into intake air to cool the intake air is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献1には、給気(吸入空気)に水を噴射する水噴射ノズルと、水噴射ノズルの下流に設けられ、噴射された水のうち未蒸発の水を回収する気水分離装置と、気水分離装置の下流に配置され、給気の相対湿度を検出する結露センサとを備える、車両用のエンジンの吸気装置が開示されている。この吸気装置では、相対湿度が94%以上である場合に水噴射ノズルからの水噴射を停止させるように構成されている。ここで、一般的に湿度を検出する結露センサなどの湿度検出部では、正確な湿度を検出するまでに少なくとも数秒以上の検出遅れが発生してしまう。   Patent Document 1 discloses a water injection nozzle that injects water into supply air (intake air), an air-water separator that is provided downstream of the water injection nozzle, and collects unevaporated water out of the injected water. An air intake device for an engine for a vehicle is disclosed that includes a dew condensation sensor that is disposed downstream of the air / water separator and detects the relative humidity of the supply air. This intake device is configured to stop water injection from the water injection nozzle when the relative humidity is 94% or more. Here, in general, in a humidity detection unit such as a dew condensation sensor that detects humidity, a detection delay of at least several seconds or more occurs until accurate humidity is detected.

実開平3−43403号公報Japanese Utility Model Publication No. 3-43403

上記特許文献1の吸気装置では、結露センサが水噴射ノズルの下流に配置されているため、結露センサは、水が噴射された後の湿度の変動の大きな給気の湿度を検出する必要がある。このため、結露センサが湿度の変動に追随できない場合があり、この場合には、検出される湿度と実際の湿度との間の乖離が大きくなりやすいという不都合がある。したがって、上記特許文献1の吸気装置では、実際の湿度が94%以上の高い場合に、結露センサより湿度が94%未満の低い値として検出される場合があり、この場合、水噴射ノズルからの水噴射が停止されないと考えられる。この結果、上記特許文献1の吸気装置では、気水分離装置を設けたとしても、未蒸発の水が給気と共に移動してエンジンに吸い込まれる虞があるという問題点があると考えられる。   In the intake device of Patent Document 1, since the dew condensation sensor is disposed downstream of the water injection nozzle, the dew condensation sensor needs to detect the humidity of the supply air having a large variation in humidity after water is injected. . For this reason, the dew condensation sensor may not be able to follow fluctuations in humidity. In this case, there is an inconvenience that the difference between the detected humidity and the actual humidity tends to increase. Therefore, in the intake device of Patent Document 1, when the actual humidity is 94% or higher, the humidity may be detected as a low value of less than 94% than the dew condensation sensor. It is thought that water injection is not stopped. As a result, it is considered that the intake device disclosed in Patent Document 1 has a problem that even if an air / water separator is provided, unevaporated water may move with the supply air and be sucked into the engine.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、未蒸発の水が吸入空気と共に移動して内燃機関に吸い込まれるのを抑制することが可能な内燃機関の吸気装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to prevent unvaporized water from moving together with intake air and being sucked into an internal combustion engine. It is an object to provide a possible internal combustion engine intake system.

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における内燃機関の吸気装置は、上流吸気管とスロットルとインテークマニホールドとがこの順に連通し、インテークマニホールドでは、上流ポートとサージタンクと下流ポートとがこの順に連通する吸気装置本体と、吸気装置本体の内部を流通する吸入空気に水を噴射する水噴射部と、水噴射部の水噴射位置よりも上流において、吸入空気の湿度を検出する湿度検出部と、湿度検出部により検出される水噴射前の吸入空気の湿度に基づいて、水噴射部から噴射する水の噴射量を制御する制御部と、を備える。なお、「上流」および「下流」は、吸入空気の流れる向きにおける上流および下流をそれぞれ意味している。   To achieve the above object, an intake device for an internal combustion engine according to one aspect of the present invention includes an upstream intake pipe, a throttle, and an intake manifold communicating in this order, and the intake manifold includes an upstream port, a surge tank, and a downstream port. Are in this order, an intake device main body, a water injection unit for injecting water into the intake air flowing through the intake device main body, and a humidity for detecting the humidity of the intake air upstream of the water injection position of the water injection unit A detection unit; and a control unit that controls the amount of water injected from the water injection unit based on the humidity of the intake air before the water injection detected by the humidity detection unit. “Upstream” and “downstream” mean upstream and downstream in the direction in which the intake air flows.

この発明の一の局面による内燃機関の吸気装置では、上記のように、水噴射部の水噴射位置よりも上流に、吸入空気の湿度を検出する湿度検出部を設けるとともに、制御部により、湿度検出部により検出される水噴射前の吸入空気の湿度に基づいて、水噴射部から噴射する水の噴射量を制御する。これにより、水が噴射される前の湿度の変動の小さな吸入空気の湿度に基づいて水の噴射量が制御されるので、水が噴射された後の湿度の変動の大きな吸入空気の湿度に基づいて水の噴射量が制御される場合と比べて、湿度検出部が湿度の変動に追随できなくなるのを抑制することができる。この結果、検出される湿度と実際の湿度との間の乖離が大きくなるのを抑制することができるので、吸入空気の実際の湿度に即して水の噴射量を制御することができる。したがって、未蒸発の水が吸入空気と共に移動して内燃機関に吸い込まれるのを抑制することができるので、内燃機関に不具合が生じるのを抑制することができる。また、噴射される水により吸入空気を冷却することができるので、熱により吸入空気が膨張することに起因して内燃機関内に取り込まれる吸入空気の量(密度)が減少するのを抑制することができる。   In the intake device for an internal combustion engine according to one aspect of the present invention, as described above, a humidity detection unit that detects the humidity of the intake air is provided upstream of the water injection position of the water injection unit, and the controller controls the humidity. Based on the humidity of the intake air before water injection detected by the detection unit, the amount of water injected from the water injection unit is controlled. As a result, the amount of water injection is controlled based on the humidity of the intake air having a small variation in humidity before the water is injected, and therefore, based on the humidity of the intake air having a large variation in humidity after the water is injected. As compared with the case where the water injection amount is controlled, it is possible to suppress the humidity detection unit from following the fluctuation of humidity. As a result, it is possible to suppress an increase in the difference between the detected humidity and the actual humidity, so that the amount of water injection can be controlled in accordance with the actual humidity of the intake air. Therefore, it is possible to suppress the non-evaporated water from being moved together with the intake air and sucked into the internal combustion engine, so that it is possible to suppress the occurrence of problems in the internal combustion engine. In addition, since the intake air can be cooled by the injected water, the amount (density) of the intake air taken into the internal combustion engine due to the expansion of the intake air due to heat is suppressed. Can do.

上記一の局面による内燃機関の吸気装置において、好ましくは、制御部は、水噴射後の吸入空気における水分量が飽和水蒸気量以下になるように水噴射部から噴射する水の噴射量を制御するように構成されている。このように構成すれば、水が未蒸発の状態で吸入空気中に残存するのを抑制することができるので、未蒸発の水が吸入空気と共に移動して内燃機関に吸い込まれるのを確実に抑制することができる。   In the intake device for an internal combustion engine according to the above aspect, the control unit preferably controls the injection amount of water injected from the water injection unit so that the water amount in the intake air after water injection is equal to or less than the saturated water vapor amount. It is configured as follows. With this configuration, water can be prevented from remaining in the intake air in an unevaporated state, so that it is ensured that unevaporated water moves together with the intake air and is sucked into the internal combustion engine. can do.

上記一の局面による内燃機関の吸気装置において、好ましくは、吸入空気の温度を検出する温度検出部と、吸入空気の流量を検出する流量検出部と、をさらに備え、制御部は、湿度検出部により検出される水噴射前の吸入空気の湿度に加えて、温度検出部により検出される吸入空気の温度および流量検出部により検出される吸入空気の流量にも基づいて、水噴射部から噴射する水の噴射量を制御するように構成されている。このように構成すれば、制御部は、検出した吸入空気の温度および流量に基づいて、それぞれ、飽和水蒸気量および単位時間あたりの吸入空気の体積を取得することができる。これにより、飽和水蒸気量および単位時間あたりの吸入空気の体積と、水噴射前の吸入空気の湿度とから、単位時間あたりに噴射することが可能な水の量を取得することができる。この結果、単位時間あたりに噴射することが可能な水の量(気化させることが可能な水の量)に応じて水の噴射量を制御することができるので、未蒸発の水が吸入空気と共に移動して内燃機関に吸い込まれるのを確実に抑制することができる。   The intake apparatus for an internal combustion engine according to the above aspect preferably further includes a temperature detection unit that detects the temperature of the intake air and a flow rate detection unit that detects the flow rate of the intake air, and the control unit includes a humidity detection unit. In addition to the humidity of the intake air before water injection detected by, the water injection unit injects based on the intake air temperature detected by the temperature detection unit and the intake air flow rate detected by the flow rate detection unit It is comprised so that the injection quantity of water may be controlled. If comprised in this way, a control part can acquire the volume of intake air per unit time and saturated water vapor volume based on the detected temperature and flow volume of intake air, respectively. Thereby, the amount of water that can be injected per unit time can be acquired from the saturated water vapor amount, the volume of the intake air per unit time, and the humidity of the intake air before water injection. As a result, the amount of water injected can be controlled in accordance with the amount of water that can be injected per unit time (the amount of water that can be vaporized), so that non-evaporated water can be combined with the intake air. It is possible to reliably suppress the movement and the suction into the internal combustion engine.

この場合、好ましくは、吸入空気の圧力を検出する圧力検出部をさらに備え、制御部は、水噴射前の吸入空気の湿度、吸入空気の温度、および、吸入空気の流量に加えて、吸入空気の圧力にも基づいて、水噴射部から噴射する水の噴射量を制御するように構成されている。このように構成すれば、検出した吸入空気の圧力に基づいて、単位時間あたりに噴射することが可能な水の量をより正確に取得することができる。   In this case, it is preferable to further include a pressure detection unit that detects the pressure of the intake air, and the control unit includes the intake air in addition to the humidity of the intake air before water injection, the temperature of the intake air, and the flow rate of the intake air. The amount of water jetted from the water jetting unit is also controlled based on the pressure. If comprised in this way, the quantity of the water which can be injected per unit time can be acquired more correctly based on the detected pressure of the intake air.

上記一の局面による内燃機関の吸気装置において、好ましくは、水噴射部の水噴射位置は、インテークマニホールドの上流ポートに位置しており、水噴射部は、インテークマニホールドのサージタンクに向かって水を噴射するように構成されている。ここで、一般的にサージタンクは上流ポートよりも通路断面積が大きいので、上流ポートからサージタンク内に移動することにより吸入空気が減圧され、その結果、サージタンクに吸入される空気に含まれる水(水蒸気)の分圧も小さくなる。この結果、サージタンクにおいて吸入空気に含めることが可能な水分量が大きくなる。この点に着目して、本発明では、水噴射部がサージタンクに向かって水を噴射するように構成することによって、気化させることが可能な水の噴射量を増やすことができるとともに、未蒸発の水が吸入空気内に残存するのを効果的に抑制することができる。   In the intake device for an internal combustion engine according to the above aspect, the water injection position of the water injection unit is preferably located at the upstream port of the intake manifold, and the water injection unit supplies water toward the surge tank of the intake manifold. It is comprised so that it may inject. Here, since the surge tank generally has a larger passage cross-sectional area than the upstream port, the intake air is depressurized by moving from the upstream port into the surge tank, and as a result, is included in the air sucked into the surge tank. The partial pressure of water (water vapor) is also reduced. As a result, the amount of water that can be included in the intake air in the surge tank increases. Focusing on this point, in the present invention, by configuring the water injection unit to inject water toward the surge tank, it is possible to increase the amount of water that can be vaporized and to increase the amount of unevaporated water. It is possible to effectively suppress the remaining water in the intake air.

上記一の局面による内燃機関の吸気装置において、好ましくは、水噴射部の水噴射位置よりも下流に配置され、吸入空気の流れに乱流を発生させる乱流発生部をさらに備える。このように構成すれば、発生した乱流により、未蒸発の水を効率的に気化させることができる。   Preferably, the intake device for an internal combustion engine according to the above aspect further includes a turbulent flow generation unit that is disposed downstream of the water injection position of the water injection unit and generates a turbulent flow in the intake air flow. If comprised in this way, the non-evaporated water can be efficiently vaporized by the generated turbulent flow.

なお、本出願では、以下のような他の構成も考えられる。   In the present application, the following other configurations are also conceivable.

(付記項1)
すなわち、上記水噴射部がサージタンクに向かって水を噴射する構成において、好ましくは、水噴射部の水噴射位置は、サージタンクの長手方向に延びる中心線上の上流ポートに位置しており、水噴射部は、サージタンクに向かってサージタンクの長手方向に水を噴射するように構成されている。
(Additional item 1)
That is, in the configuration in which the water injection unit injects water toward the surge tank, preferably, the water injection position of the water injection unit is located at the upstream port on the center line extending in the longitudinal direction of the surge tank, The injection unit is configured to inject water in the longitudinal direction of the surge tank toward the surge tank.

(付記項2)
また、乱流発生部をさらに備える構成において、好ましくは、乱流発生部は、前記インテークマニホールドの内部に設けられ、吸入空気の流れ方向に向かって延びるとともに螺旋状にねじれた部分を有するフィンを含む。
(Appendix 2)
Further, in the configuration further including a turbulent flow generation unit, the turbulent flow generation unit is preferably provided with a fin provided in the intake manifold and extending in the flow direction of the intake air and having a helically twisted portion. Including.

(付記項3)
この場合、好ましくは、フィンは、上流ポートの内部の中心領域を空けるように、上流ポートの内壁面に複数取り付けられており、水噴射部は、中心領域に向かって水を噴射するように構成されている。
(Additional Item 3)
In this case, preferably, a plurality of fins are attached to the inner wall surface of the upstream port so as to open a central region inside the upstream port, and the water injection unit is configured to inject water toward the central region. Has been.

(付記項4)
上記一の局面による内燃機関の吸気装置において、好ましくは、下流ポートは、サージタンクから分岐するように複数設けられており、水噴射部は、複数の下流ポートに向かってそれぞれ水を噴射する複数の下流ポート用水噴射部を含む。
(Appendix 4)
In the intake device for an internal combustion engine according to the above aspect, preferably, a plurality of downstream ports are provided so as to branch from the surge tank, and the water injection unit is configured to inject water toward the plurality of downstream ports, respectively. The downstream port water injection portion is included.

本発明によれば、上記のように、未蒸発の水が吸入空気と共に移動して内燃機関に吸い込まれるのを抑制することができる。   According to the present invention, as described above, it is possible to suppress the non-evaporated water from moving together with the intake air and being sucked into the internal combustion engine.

本発明の第1および第3実施形態において、エンジン周辺を示した模式図である。In 1st and 3rd embodiment of this invention, it is the schematic diagram which showed the engine periphery. 本発明の第1実施形態による吸気装置において、インマニの上流ポートおよびサージタンク周辺を示した拡大断面図である。In the intake device according to the first embodiment of the present invention, it is an enlarged cross-sectional view showing the upstream port of the intake manifold and the periphery of the surge tank. 本発明の第2実施形態において、エンジン周辺を示した模式図である。In the 2nd Embodiment of this invention, it is the schematic diagram which showed the engine periphery. 本発明の第3実施形態による吸気装置において、インマニの上流ポートおよびサージタンク周辺を示した拡大断面図である。In the intake device according to the third embodiment of the present invention, it is an enlarged cross-sectional view showing the upstream port of the intake manifold and the periphery of the surge tank. 本発明の第3実施形態による吸気装置において、フィンを上流ポート側から示した図である。In the intake device according to the third embodiment of the present invention, it is a view showing the fin from the upstream port side. 本発明の第4実施形態において、エンジン周辺を示した模式図である。In 4th Embodiment of this invention, it is the schematic diagram which showed the engine periphery. 本発明の第3実施形態の第1変形例による吸気装置において、インマニの上流ポートおよびサージタンク周辺を示した拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing an intake manifold upstream port and the vicinity of a surge tank in an intake device according to a first modification of the third embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態の第1変形例による吸気装置において、フィンを上流ポート側から示した図である。It is the figure which showed the fin from the upstream port side in the intake device by the 1st modification of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の第2変形例による吸気装置において、インマニの上流ポートおよびサージタンク周辺を示した拡大断面図である。In the intake device by the 2nd modification of 3rd Embodiment of this invention, it is the expanded sectional view which showed the upstream port of the intake manifold and the surge tank periphery.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1および図2を参照して、本発明の第1実施形態による内燃機関の吸気装置100の構成について説明する。
[First Embodiment]
With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the intake device 100 for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention will be described.

<吸気装置の構造等>
本発明の第1実施形態による内燃機関の吸気装置(以降、吸気装置と称する)100は、自動車用の多気筒型のエンジン10(図1では4気筒型のエンジン)の吸気装置である。また、吸気装置100は、エンジン10の上流に設けられており、吸入空気(吸気)をエンジン10の各気筒に導くように構成されている。また、エンジン10の下流には、エンジン10からの排出空気(排気)が流通する排気装置20が設けられている。排気装置20は、エキゾーストマニホールド21と、排気管22とを含んでいる。なお、エンジン10は、特許請求の範囲の「内燃機関」の一例である。
<Intake device structure, etc.>
An intake device (hereinafter referred to as an intake device) 100 for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention is an intake device for a multi-cylinder engine 10 (four-cylinder engine in FIG. 1) for an automobile. The intake device 100 is provided upstream of the engine 10 and is configured to guide intake air (intake air) to each cylinder of the engine 10. Further, an exhaust device 20 through which exhaust air (exhaust gas) from the engine 10 circulates is provided downstream of the engine 10. The exhaust device 20 includes an exhaust manifold 21 and an exhaust pipe 22. The engine 10 is an example of the “internal combustion engine” in the claims.

エンジン10では、図1に示すように、各々の気筒がX方向に並んで形成されているとともに、エンジン10の各気筒にそれぞれ設けられたエンジン側吸気ポート(図示せず)を介して、各気筒が吸気装置100の後述する複数の下流ポート53にそれぞれ接続されている。これにより、吸気装置100を流通した吸気が、エンジン10の各々の気筒に設けられた燃焼室10aに供給される。なお、エンジン10は、ECU74により駆動制御される。   In the engine 10, as shown in FIG. 1, the respective cylinders are formed side by side in the X direction, and each engine side intake port (not shown) provided in each cylinder of the engine 10 The cylinders are respectively connected to a plurality of downstream ports 53 described later of the intake device 100. As a result, the intake air flowing through the intake device 100 is supplied to the combustion chamber 10 a provided in each cylinder of the engine 10. The engine 10 is driven and controlled by the ECU 74.

吸気装置100では、エアダクト1と、エアクリーナ2と、エアホース3と、スロットル4と、インテークマニホールド(以降、インマニと称する)5とがこの順に連通するように接続されることによって、吸気装置本体100aが形成されている。また、吸気装置本体100aの内部には、吸気が流通する吸気通路Iが形成されている。なお、エアホース3は、特許請求の範囲の「上流吸気管」の一例である。   In the intake device 100, an air duct 1, an air cleaner 2, an air hose 3, a throttle 4, and an intake manifold (hereinafter referred to as intake manifold) 5 are connected so as to communicate with each other in this order. Is formed. An intake passage I through which intake air flows is formed in the intake device main body 100a. The air hose 3 is an example of an “upstream intake pipe” in the claims.

エアダクト1は、外気を吸気装置本体100aの吸気通路Iに吸気として取り込むために設けられている。エアクリーナ2は、エアフィルタ2aを有しており、エアダクト1から吸気通路Iに吸い込まれた吸気に含まれる異物を除去して吸気を清浄にする機能を有している。   The air duct 1 is provided for taking outside air into the intake passage I of the intake device main body 100a as intake air. The air cleaner 2 has an air filter 2a, and has a function of removing the foreign matters contained in the intake air sucked into the intake passage I from the air duct 1 and purifying the intake air.

スロットル4の内部には、スロットルバルブ4aが配置されている。スロットルバルブ4aは、後述するECU74により回動状態が制御されることによって、吸気通路Iを流通する吸気の流量を調整する(絞る)機能を有している。   A throttle valve 4 a is arranged inside the throttle 4. The throttle valve 4a has a function of adjusting (squeezing) the flow rate of the intake air flowing through the intake passage I by the rotation state being controlled by an ECU 74 described later.

インマニ5では、上流ポート51と、サージタンク52と、複数(図1では4つ)の下流ポート53とがこの順に連通するように接続されている。上流ポート51は、スロットル4と連通している。また、上流ポート51は、湾曲していることによって、サージタンク52の長手方向(X方向)に延び、X方向と直交する面内の中心を通る中心線Oと、上流ポート51とが交差している。   In the intake manifold 5, an upstream port 51, a surge tank 52, and a plurality (four in FIG. 1) of downstream ports 53 are connected to communicate in this order. The upstream port 51 communicates with the throttle 4. Further, since the upstream port 51 is curved, it extends in the longitudinal direction (X direction) of the surge tank 52, and the center line O passing through the center in the plane orthogonal to the X direction intersects the upstream port 51. ing.

サージタンク52は、吸気を蓄えるとともに、複数の下流ポート53の各々に吸気を分配する機能を有している。また、サージタンク52は、気筒の並ぶX方向に沿って延びるように形成されている。また、サージタンク52は、上流ポート51から拡管するように形成されている。その結果、サージタンク52における吸気通路Iは、上流ポート51における吸気通路Iよりも、通路断面積が大きい。複数の下流ポート53は、エンジン10の気筒と同数設けられているとともに、各々サージタンク52から分岐して設けられている。   The surge tank 52 has a function of storing intake air and distributing the intake air to each of the plurality of downstream ports 53. The surge tank 52 is formed so as to extend along the X direction in which the cylinders are arranged. The surge tank 52 is formed so as to expand from the upstream port 51. As a result, the intake passage I in the surge tank 52 has a larger passage cross-sectional area than the intake passage I in the upstream port 51. The plurality of downstream ports 53 are provided in the same number as the cylinders of the engine 10 and are branched from the surge tank 52.

また、吸気装置100は、水噴射部6と、湿度センサ71、温度センサ72、流量センサ73、および、エンジン10の駆動制御も行うECU74とを備えている。なお、湿度センサ71、温度センサ72、および、流量センサ73は、それぞれ、特許請求の範囲の「湿度検出部」、「温度検出部」および「流量検出部」の一例である。また、ECU74は、特許請求の範囲の「制御部」の一例である。   The intake device 100 also includes a water injection unit 6, a humidity sensor 71, a temperature sensor 72, a flow rate sensor 73, and an ECU 74 that also performs drive control of the engine 10. The humidity sensor 71, the temperature sensor 72, and the flow rate sensor 73 are examples of the “humidity detection unit”, “temperature detection unit”, and “flow rate detection unit” in the claims, respectively. The ECU 74 is an example of the “control unit” in the claims.

水噴射部6は、水を吸気通路I内の吸気に向かって噴射する水噴射ノズル61と、噴射される水が貯留される水タンク62と、水タンク62に貯留された水を吸いあげて、水噴射ノズル61から噴射するための圧力を印加するポンプ(P)63とを含んでいる。   The water injection unit 6 sucks up the water stored in the water tank 62, the water injection nozzle 61 that injects water toward the intake air in the intake passage I, the water tank 62 that stores the injected water. And a pump (P) 63 for applying a pressure for spraying from the water spray nozzle 61.

水噴射ノズル61は、図2に示すように、インマニ5の上流ポート51において、サージタンク52の中心線Oと略交わる位置に取り付けられている。そして、水噴射ノズル61は、中心線Oと略交わる位置(水噴射位置E)から、インマニ5のサージタンク52に向かって中心線Oの延びるX方向に水を噴射するように構成されている。なお、「X方向に水を噴射する」とは、中心線Oから広がらないようにX方向に水を噴射する場合のみならず、中心線Oを中心として広がるようにX方向に水を噴射する場合も含む広い概念である。   As shown in FIG. 2, the water injection nozzle 61 is attached to the upstream port 51 of the intake manifold 5 at a position that substantially intersects the center line O of the surge tank 52. The water injection nozzle 61 is configured to inject water in the X direction in which the center line O extends toward the surge tank 52 of the intake manifold 5 from a position substantially intersecting with the center line O (water injection position E). . Note that “injecting water in the X direction” means not only injecting water in the X direction so as not to spread from the center line O, but also injecting water in the X direction so as to spread around the center line O. It is a broad concept that includes cases.

これにより、噴射された水が気化する際に吸気の熱を気化熱として奪うことによって、水噴射後の吸気が冷却されて吸気の温度が低下する。これにより、吸気に含まれる空気の量(密度)を増加させることができるので、エンジン10の燃焼室10aに送り込まれる空気の量を増加させることができ、その結果、エンジン10の出力が向上する。さらに、吸気の温度が低下することにより、エンジン10においてノッキングが発生するのを抑制することができるので、エンジン10の点火時期を最適化することができる。これにより、エンジン10の熱効率が向上するので、エンジン10の燃費が向上する。   Thereby, when the injected water is vaporized, the heat of the intake air is taken away as the heat of vaporization, whereby the intake air after the water injection is cooled and the temperature of the intake air is lowered. Thereby, since the amount (density) of air contained in the intake air can be increased, the amount of air sent into the combustion chamber 10a of the engine 10 can be increased, and as a result, the output of the engine 10 is improved. . Furthermore, the occurrence of knocking in the engine 10 can be suppressed by reducing the temperature of the intake air, so that the ignition timing of the engine 10 can be optimized. Thereby, since the thermal efficiency of the engine 10 improves, the fuel consumption of the engine 10 improves.

また、サージタンク52における吸気通路Iが上流ポート51における吸気通路Iよりも通路断面積が大きいことによって、上流ポート51を流れる吸気は、サージタンク52において減圧される。この結果、サージタンク52内の吸気中に含有することが可能な水分量(気体の水の量)が増加するので、未蒸発の水が吸気中に残存するのが抑制される。さらに、サージタンク52では、上流ポート51との接続部分に設けられた段差部52aにおいて発生する空気の流れにより、吸気の流れが乱されて乱流が発生する。これにより、吸気がかきまぜられることにより、未蒸発の水の気化がより促進される。   Further, since the intake passage I in the surge tank 52 has a larger passage cross-sectional area than the intake passage I in the upstream port 51, the intake air flowing through the upstream port 51 is decompressed in the surge tank 52. As a result, the amount of water (amount of gaseous water) that can be contained in the intake air in the surge tank 52 is increased, so that unevaporated water is suppressed from remaining in the intake air. Further, in the surge tank 52, the flow of the intake air is disturbed by the air flow generated in the step portion 52a provided at the connection portion with the upstream port 51, and a turbulent flow is generated. Thereby, vaporization of non-evaporated water is further promoted by stirring the intake air.

なお、水噴射ノズル61は、1つのノズルから構成されていてもよいし、中心線Oを中心とする同心円上に配置される複数のノズルから構成されていてもよい。   In addition, the water injection nozzle 61 may be comprised from one nozzle, and may be comprised from the several nozzle arrange | positioned on the concentric circle centering on the centerline O. FIG.

ポンプ63では、ECU74により駆動が制御されることによって、水噴射ノズル61に供給される単位時間あたりの水の噴射量や、噴射する水の圧力(水圧)などが調整される。   In the pump 63, the drive is controlled by the ECU 74 to adjust the amount of water injected per unit time supplied to the water injection nozzle 61, the pressure of water to be injected (water pressure), and the like.

また、図1に示すように、湿度センサ71、温度センサ72、および、流量センサ73は、共に、エアクリーナ2の下流で、かつ、スロットル4の上流のエアホース3に配置されている。つまり、湿度センサ71、温度センサ72、および、流量センサ73は、共に、水噴射ノズル61の水噴射位置Eよりも上流に配置されている。これら湿度センサ71、温度センサ72、および、流量センサ73は、吸気通路Iを流通する水噴射前の吸気の湿度、温度および流量をそれぞれ検出する機能を有している。なお、湿度センサ71は、相対湿度を検出してもよいし、絶対湿度を検出してもよい。   Further, as shown in FIG. 1, the humidity sensor 71, the temperature sensor 72, and the flow rate sensor 73 are all disposed in the air hose 3 downstream of the air cleaner 2 and upstream of the throttle 4. That is, the humidity sensor 71, the temperature sensor 72, and the flow rate sensor 73 are all arranged upstream of the water injection position E of the water injection nozzle 61. The humidity sensor 71, the temperature sensor 72, and the flow rate sensor 73 have a function of detecting the humidity, temperature, and flow rate of the intake air before flowing through the intake passage I before the water injection. The humidity sensor 71 may detect relative humidity or absolute humidity.

また、湿度センサ71、温度センサ72および流量センサ73は、エアクリーナ2を通過した清浄な吸気が流通する位置に配置されている。これにより、湿度センサ71、温度センサ72および流量センサ73を用いて、吸気の湿度、温度および流量をそれぞれ正確に検出することが可能である。さらに、異物による破損を抑制することができるので、湿度センサ71、温度センサ72および流量センサ73の寿命を延ばすことが可能である。   Further, the humidity sensor 71, the temperature sensor 72, and the flow rate sensor 73 are disposed at positions where clean intake air that has passed through the air cleaner 2 flows. Thus, it is possible to accurately detect the humidity, temperature, and flow rate of the intake air using the humidity sensor 71, the temperature sensor 72, and the flow rate sensor 73. Furthermore, since damage due to foreign matter can be suppressed, the life of the humidity sensor 71, the temperature sensor 72, and the flow rate sensor 73 can be extended.

(水噴射の制御)
ここで、第1実施形態では、ECU74は、湿度センサ71、温度センサ72、および、流量センサ73によりそれぞれ検出される水噴射前の吸気の湿度、温度および流量に基づいて、水噴射部6の水噴射ノズル61から噴射される水の噴射量を制御するように構成されている。この際、湿度センサ71により検出される水噴射前の吸気の湿度は、気象条件やエンジン10および吸気装置100が収納される図示しないエンジンルームの温度により変動するものの、吸気中に含有することが可能な水分量自体はほとんど変化しない。このため、水噴射前の吸気の湿度は、吸気中に含有される水分量が大きく変化する水噴射後の吸気の湿度と比べて、湿度の変動が小さく。この結果、湿度センサ71により吸気の湿度をより正確に取得することが可能である。
(Control of water injection)
Here, in the first embodiment, the ECU 74 controls the water injection unit 6 based on the humidity, temperature, and flow rate of the intake air before water injection detected by the humidity sensor 71, the temperature sensor 72, and the flow rate sensor 73, respectively. The amount of water sprayed from the water spray nozzle 61 is controlled. At this time, the humidity of the intake air before water injection detected by the humidity sensor 71 varies depending on weather conditions and the temperature of an engine room (not shown) in which the engine 10 and the intake device 100 are housed, but may be contained in the intake air. The possible amount of water itself is almost unchanged. For this reason, the humidity of the intake air before water injection has less fluctuation in humidity than the humidity of the intake air after water injection in which the amount of water contained in the intake air changes greatly. As a result, the humidity of the intake air can be acquired more accurately by the humidity sensor 71.

ECU74は、温度センサ72により検出される水噴射前の吸気の温度から水噴射後の吸気の飽和水蒸気量を取得するように構成されている。詳細には、ECU74の図示しない記憶部には、単位時間あたりに水噴射部6により噴射される水の噴射量に対応する吸気の温度低下度合に関する温度マップが記憶されている。そして、ECU74は、温度マップに基づいて取得された現在の水噴射量に対応する温度減少度合と、温度センサ72により検出された温度とから水噴射後の吸気の温度を推定するように構成されている。これにより、ECU74は、推定した水噴射後の吸気の温度と、記憶部に記憶された飽和水蒸気量曲線とに基づいて、水噴射後の吸気の飽和水蒸気量を取得するように構成されている。なお、ECU74は、温度マップを用いずに、温度センサ72により検出される水噴射前の吸気の温度から水噴射後の吸気の温度の推定値を算出してもよい。また、ECU74は、流量センサ73により検出される吸気の流量から単位時間あたりの吸気の体積を取得するように構成されている。   The ECU 74 is configured to acquire the saturated water vapor amount of the intake air after water injection from the temperature of the intake air before water injection detected by the temperature sensor 72. Specifically, the storage unit (not shown) of the ECU 74 stores a temperature map related to the temperature drop degree of the intake air corresponding to the amount of water injected by the water injection unit 6 per unit time. The ECU 74 is configured to estimate the temperature of the intake air after water injection from the temperature decrease degree corresponding to the current water injection amount acquired based on the temperature map and the temperature detected by the temperature sensor 72. ing. Thereby, the ECU 74 is configured to acquire the saturated water vapor amount of the intake air after water injection based on the estimated temperature of the intake air after water injection and the saturated water vapor amount curve stored in the storage unit. . The ECU 74 may calculate an estimated value of the intake air temperature after water injection from the intake air temperature detected by the temperature sensor 72 without using the temperature map. The ECU 74 is configured to acquire the volume of intake air per unit time from the flow rate of intake air detected by the flow sensor 73.

そして、ECU74は、取得した水噴射後の吸気の飽和水蒸気量と、単位時間あたりの吸気の体積と、水噴射前の吸気の湿度とから、単位時間あたりに水噴射部6から噴射することが可能な水の噴射量を取得するように構成されている。具体的には、ECU74は、水噴射後の吸気の飽和水蒸気量と水噴射前の吸気の湿度とから、単位体積あたりに噴射することが可能な水の噴射量を取得する。この際、水噴射前の吸気の湿度が相対湿度(RH%)である場合には、単位体積あたりに噴射することが可能な水の噴射量は、(飽和水蒸気量×(1−相対湿度/100))で取得され、水噴射前の吸気の湿度が絶対湿度である場合には、単位体積あたりに噴射することが可能な水の噴射量は、(飽和水蒸気量−絶対湿度)で取得される。そして、ECU74は、単位体積あたりに噴射することが可能な水の噴射量に単位時間あたりの吸気の体積を乗算することによって、単位時間あたりに水噴射部6から噴射することが可能な水の噴射量(噴射許容量)を取得する。   Then, the ECU 74 can inject from the water injection unit 6 per unit time based on the acquired saturated water vapor amount of the intake air after the water injection, the intake air volume per unit time, and the intake air humidity before the water injection. It is configured to obtain a possible amount of water injection. Specifically, the ECU 74 acquires the amount of water that can be injected per unit volume from the saturated water vapor amount of the intake air after water injection and the humidity of the intake air before water injection. At this time, when the humidity of the intake air before water injection is relative humidity (RH%), the amount of water that can be injected per unit volume is (saturated water vapor amount × (1−relative humidity / 100)), and when the humidity of the intake air before water injection is absolute humidity, the amount of water that can be injected per unit volume is acquired as (saturated water vapor amount−absolute humidity). The Then, the ECU 74 multiplies the amount of water that can be injected per unit volume by the volume of intake air per unit time, thereby allowing water that can be injected from the water injection unit 6 per unit time. The injection amount (injection allowable amount) is acquired.

そして、ECU74は、取得した噴射許容量に基づいて、噴射許容量以下の噴射量の水を単位時間あたりに噴射するように水噴射部6のポンプ63を駆動させるように構成されている。たとえば、ECU74は、噴射許容量の約1/5の水を単位時間あたりに噴射するように、水噴射部6のポンプ63を駆動させる。この結果、ECU74により、水噴射後の吸気における水分量が飽和水蒸気量以下(未満)になるように水噴射部6から噴射する水の噴射量が制御される。   And ECU74 is comprised so that the pump 63 of the water injection part 6 may be driven so that the injection amount of water below the injection allowable amount may be injected per unit time based on the acquired injection allowable amount. For example, the ECU 74 drives the pump 63 of the water injection unit 6 so that about 1/5 of the allowable injection amount is injected per unit time. As a result, the ECU 74 controls the amount of water injected from the water injection unit 6 so that the amount of water in the intake air after water injection is less than (less than) the saturated water vapor amount.

(第1実施形態の効果)
上記第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of 1st Embodiment)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.

第1実施形態では、上記のように、水噴射部6の水噴射位置Eよりも上流に、吸入空気(吸気)の湿度を検出する湿度センサ71を設け、ECU74により、湿度センサ71により検出される水噴射前の吸気の湿度に基づいて、水噴射部6から噴射する水の噴射量を制御する。これにより、水が噴射される前の湿度の変動の小さな吸気の湿度に基づいて水の噴射量が制御されるので、水が噴射された後の湿度の変動の大きな吸気の湿度に基づいて水の噴射量が制御される場合と比べて、湿度センサ71が湿度の変動に追随できなくなるのを抑制することができる。この結果、検出される湿度と実際の湿度との間の乖離が大きくなるのを抑制することができるので、吸気の実際の湿度に即して水の噴射量を制御することができる。したがって、未蒸発の水が吸気と共に移動してエンジン10に吸い込まれるのを抑制することができるので、エンジン10にウォーターハンマーなどの現象が発生するのを抑制することができる。この結果、エンジン10に不具合が生じるのを抑制することができる。   In the first embodiment, as described above, the humidity sensor 71 that detects the humidity of the intake air (intake) is provided upstream of the water injection position E of the water injection unit 6, and the humidity sensor 71 detects the humidity by the ECU 74. Based on the humidity of the intake air before water injection, the amount of water injected from the water injection unit 6 is controlled. As a result, the amount of water injection is controlled based on the humidity of the intake air having a small fluctuation in humidity before the water is injected, so that the water is controlled based on the humidity of the intake air having a large fluctuation in humidity after the water is injected. It is possible to suppress the humidity sensor 71 from being able to follow the humidity fluctuation as compared with the case where the injection amount is controlled. As a result, an increase in the difference between the detected humidity and the actual humidity can be suppressed, so that the water injection amount can be controlled in accordance with the actual humidity of the intake air. Therefore, it is possible to suppress the non-evaporated water from being moved together with the intake air and sucked into the engine 10, so that a phenomenon such as a water hammer can be suppressed from occurring in the engine 10. As a result, it is possible to suppress the occurrence of problems in the engine 10.

また、第1実施形態では、上記のように、噴射される水により吸気を冷却することができるので、熱により吸気が膨張することに起因してエンジン10内に取り込まれる吸気の量(密度)が減少するのを抑制することができる。   Further, in the first embodiment, as described above, the intake air can be cooled by the injected water, so that the amount (density) of intake air taken into the engine 10 due to the expansion of the intake air due to heat. Can be reduced.

また、第1実施形態では、上記のように、ECU74は、水噴射後の吸気における水分量が飽和水蒸気量以下(未満)になるように水噴射部6から噴射する水の噴射量を制御する。これにより、水が未蒸発の状態で吸気中に残存するのを抑制することができるので、未蒸発の水が吸気と共に移動してエンジン10に吸い込まれるのを確実に抑制することができる。   In the first embodiment, as described above, the ECU 74 controls the amount of water injected from the water injection unit 6 so that the amount of water in the intake air after water injection is less than (less than) the saturated water vapor amount. . Accordingly, it is possible to suppress the water from remaining in the intake air in an unevaporated state, and thus it is possible to reliably suppress the non-evaporated water from being moved together with the intake air and sucked into the engine 10.

また、第1実施形態では、上記のように、ECU74は、湿度センサ71により検出される水噴射前の吸気の湿度に加えて、温度センサ72により検出される水噴射前の吸気の温度および流量センサ73により検出される水噴射前の吸気の流量にも基づいて、水噴射部6から噴射する水の噴射量を制御する。これにより、ECU74は、検出した吸気の温度および流量に基づいて、それぞれ、飽和水蒸気量および単位時間あたりの吸気の体積を取得することができる。この結果、飽和水蒸気量および単位時間あたりの吸気の体積と、水噴射前の吸気の湿度とから、単位時間あたりに噴射することが可能な水の量を取得することができる。したがって、単位時間あたりに噴射することが可能な水の量(気化させることが可能な水の量)に応じて水の噴射量を制御することができるので、未蒸発の水が吸気と共に移動してエンジン10に吸い込まれるのを確実に抑制することができる。   In the first embodiment, as described above, in addition to the humidity of the intake air before water injection detected by the humidity sensor 71, the ECU 74 detects the temperature and flow rate of the intake air before water injection detected by the temperature sensor 72. Based on the flow rate of the intake air before the water injection detected by the sensor 73, the injection amount of water injected from the water injection unit 6 is controlled. Thus, the ECU 74 can acquire the saturated water vapor amount and the intake air volume per unit time, respectively, based on the detected intake air temperature and flow rate. As a result, the amount of water that can be injected per unit time can be acquired from the saturated water vapor amount, the volume of intake air per unit time, and the humidity of the intake air before water injection. Therefore, since the amount of water injection can be controlled in accordance with the amount of water that can be injected per unit time (the amount of water that can be vaporized), un-evaporated water moves with the intake air. Thus, it is possible to reliably suppress the suction into the engine 10.

また、第1実施形態では、上記のように、水噴射部6の水噴射位置Eを、インマニ5の上流ポート51に位置させるとともに、水噴射部6を、インマニ5のサージタンク52に向かって水を噴射するように構成する。これにより、気化させることが可能な水の噴射量を増やすことができるとともに、未蒸発の水が吸気内に残存するのを効果的に抑制することができる。   In the first embodiment, as described above, the water injection position E of the water injection unit 6 is positioned at the upstream port 51 of the intake manifold 5, and the water injection unit 6 is directed toward the surge tank 52 of the intake manifold 5. Configure to spray water. Thereby, while being able to increase the injection quantity of the water which can be vaporized, it can suppress effectively that non-evaporated water remains in intake air.

また、第1実施形態では、上記のように、水噴射部6の水噴射位置Eを、サージタンク52の長手方向に延びる中心線O上の上流ポート51に位置させるとともに、水噴射部6を、サージタンク52に向かってサージタンク52の長手方向(X方向)に水を噴射するように構成する。これにより、サージタンク52の内壁面から最も離れた位置に水を噴射することができるので、サージタンク52の内壁面に未蒸発の水が付着するのを効果的に抑制することができる。この結果、未蒸発の水が吸気と共に移動してエンジン10に吸い込まれるのを確実に抑制することができる。   In the first embodiment, as described above, the water injection position E of the water injection unit 6 is positioned at the upstream port 51 on the center line O extending in the longitudinal direction of the surge tank 52, and the water injection unit 6 is The water is jetted in the longitudinal direction (X direction) of the surge tank 52 toward the surge tank 52. Thereby, since water can be injected to the position farthest from the inner wall surface of the surge tank 52, it is possible to effectively suppress adhesion of non-evaporated water to the inner wall surface of the surge tank 52. As a result, it is possible to reliably suppress the non-evaporated water from being moved together with the intake air and sucked into the engine 10.

[第2実施形態]
図3を参照して、第2実施形態について説明する。この第2実施形態では、上記第1実施形態の構成に過給機130が加えられた例について説明する。また、図中において、上記第1実施形態と同様の構成には、第1実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, an example in which a supercharger 130 is added to the configuration of the first embodiment will be described. In the drawing, the same reference numerals as those in the first embodiment are assigned to the same components as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

本発明の第2実施形態の構成では、エンジン10、吸気装置200および排気装置120に加えて、過給機130が設けられている。また、吸気装置本体200aのエアホース103は、第1エアホース103aと、第2エアホース103bとに分割されている。なお、エアホース103は、特許請求の範囲の「上流吸気管」の一例である。   In the configuration of the second embodiment of the present invention, a supercharger 130 is provided in addition to the engine 10, the intake device 200, and the exhaust device 120. The air hose 103 of the intake device main body 200a is divided into a first air hose 103a and a second air hose 103b. The air hose 103 is an example of the “upstream intake pipe” in the claims.

過給機130は、第1エアホース103aと第2エアホース103bとの間に配置された吸気流通部131と、排気装置120のエキゾーストマニホールド121と排気管122との間に配置された排気流通部132とを含んでいる。排気流通部132では、内部を流通する排気により図示しない排気タービンが回転される。そして、吸気流通部131では、排気タービンの回転により回転する図示しない吸気タービンによって、第1エアホース103aからの吸気が圧縮されて第2エアホース103bに送り出される。これにより、吸気流通部131よりも下流の吸気通路Iでは、吸気流通部131よりも上流の吸気通路Iと比べて、吸気の圧力および温度が上昇する。   The supercharger 130 includes an intake air circulation part 131 disposed between the first air hose 103a and the second air hose 103b, and an exhaust air circulation part 132 disposed between the exhaust manifold 121 and the exhaust pipe 122 of the exhaust device 120. Including. In the exhaust gas circulation part 132, an exhaust turbine (not shown) is rotated by the exhaust gas flowing through the inside. Then, in the intake air circulation part 131, the intake air from the first air hose 103a is compressed and sent out to the second air hose 103b by an intake turbine (not shown) that is rotated by the rotation of the exhaust turbine. Thereby, in the intake passage I downstream of the intake circulation portion 131, the intake pressure and temperature are increased compared to the intake passage I upstream of the intake circulation portion 131.

また、第2実施形態では、湿度センサ71、温度センサ72、および、流量センサ73は、共に、エアクリーナ2の下流で、かつ、スロットル4の上流の第2エアホース103bに配置されている。より厳密には、湿度センサ71、温度センサ72、および、流量センサ73は、共に、過給機130の吸気流通部131の下流で、かつ、スロットル4の上流の第2エアホース103bに配置されている。つまり、湿度センサ71、温度センサ72、および、流量センサ73は、共に、水噴射部6の水噴射位置Eよりも上流に配置されている。さらに、インマニ5のサージタンク52には、水噴射後の吸気の圧力を検出する圧力センサ175が配置されている。なお、圧力センサ175は、特許請求の範囲の「圧力検出部」の一例である。   In the second embodiment, the humidity sensor 71, the temperature sensor 72, and the flow rate sensor 73 are all disposed in the second air hose 103 b downstream of the air cleaner 2 and upstream of the throttle 4. More precisely, the humidity sensor 71, the temperature sensor 72, and the flow rate sensor 73 are all disposed in the second air hose 103 b downstream of the intake air circulation portion 131 of the supercharger 130 and upstream of the throttle 4. Yes. That is, the humidity sensor 71, the temperature sensor 72, and the flow sensor 73 are all disposed upstream of the water injection position E of the water injection unit 6. Furthermore, a pressure sensor 175 for detecting the pressure of intake air after water injection is disposed in the surge tank 52 of the intake manifold 5. The pressure sensor 175 is an example of the “pressure detection unit” in the claims.

また、第2実施形態では、ECU174は、湿度センサ71、温度センサ72、および、流量センサ73によりそれぞれ検出される水噴射前の吸気の湿度、温度および流量に加えて、圧力センサ175により検出される水噴射後の吸気の圧力にも基づいて、水噴射部6の水噴射ノズル61から噴射される水の噴射量を制御するように構成されている。ここで、第2実施形態では、過給機130により吸気が圧縮されていることに起因して、吸気に含むことが可能な水分量は、圧縮されていない吸気(大気圧近傍や負圧の吸気の場合)と比べて、少ない。このため、圧力センサ175により検出される水噴射後の吸気の圧力を考慮することにより、ECU174により、単位時間あたりに噴射することが可能な水の量が実際よりも大きく取得されてしまうのを効果的に抑制することができる。この結果、単位時間あたりに噴射することが可能な水の量をより正確に求めることが可能である。なお、ECU174は、特許請求の範囲の「制御部」の一例である。   In the second embodiment, the ECU 174 is detected by the pressure sensor 175 in addition to the humidity, temperature, and flow rate of the intake air before water injection detected by the humidity sensor 71, the temperature sensor 72, and the flow rate sensor 73, respectively. The amount of water injected from the water injection nozzle 61 of the water injection unit 6 is controlled based on the pressure of the intake air after the water injection. Here, in the second embodiment, due to the intake air being compressed by the supercharger 130, the amount of water that can be contained in the intake air is not compressed (in the vicinity of atmospheric pressure or negative pressure). Less than in the case of inhalation). For this reason, by taking into account the pressure of the intake air after water injection detected by the pressure sensor 175, the ECU 174 obtains a larger amount of water that can be injected per unit time than actual. It can be effectively suppressed. As a result, it is possible to more accurately determine the amount of water that can be injected per unit time. The ECU 174 is an example of the “control unit” in the claims.

なお、第2実施形態による吸気装置200のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。   In addition, the other structure of the intake device 200 by 2nd Embodiment is the same as that of the said 1st Embodiment.

(第2実施形態の効果)
上記第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of 2nd Embodiment)
In the second embodiment, the following effects can be obtained.

第2実施形態では、上記のように、水噴射部6の水噴射位置Eよりも上流に、吸入空気(吸気)の湿度を検出する湿度センサ71を設け、ECU174により、湿度センサ71により検出される水噴射前の吸気の湿度に基づいて、水噴射部6から噴射する水の噴射量を制御する。これにより、上記第1実施形態と同様に、未蒸発の水が吸気と共に移動してエンジン10に吸い込まれるのを抑制することができる。   In the second embodiment, as described above, the humidity sensor 71 that detects the humidity of the intake air (intake) is provided upstream of the water injection position E of the water injection unit 6, and the humidity sensor 71 detects the humidity by the ECU 174. Based on the humidity of the intake air before water injection, the amount of water injected from the water injection unit 6 is controlled. Thereby, similarly to the said 1st Embodiment, it can suppress that non-evaporated water moves with intake air and is inhaled by the engine 10. FIG.

また、第2実施形態では、上記のように、ECU174を、湿度センサ71、温度センサ72、および、流量センサ73によりそれぞれ検出される水噴射前の吸気の湿度、温度および流量に加えて、圧力センサ175により検出される水噴射後の吸気の圧力にも基づいて、水噴射部6の水噴射ノズル61から噴射される水の噴射量を制御するように構成する。これにより、検出した吸気の圧力に基づいて、単位時間あたりに噴射することが可能な水の量をより正確に取得することができる。なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。   In the second embodiment, as described above, the ECU 174 controls the pressure in addition to the humidity, temperature, and flow rate of the intake air before water injection detected by the humidity sensor 71, the temperature sensor 72, and the flow rate sensor 73, respectively. Based on the pressure of the intake air after the water injection detected by the sensor 175, the amount of water injected from the water injection nozzle 61 of the water injection unit 6 is controlled. Thereby, the amount of water that can be injected per unit time can be obtained more accurately based on the detected pressure of the intake air. The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.

[第3実施形態]
図1、図4および図5を参照して、第3実施形態について説明する。この第3実施形態では、上記第1実施形態の構成に加えて、吸気に乱流を発生させるフィン255を設けた例について説明する。なお、図中において、上記第1実施形態と同様の構成には、第1実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。また、フィン255は、特許請求の範囲の「乱流発生部」の一例である。
[Third Embodiment]
A third embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 4, and 5. In the third embodiment, an example in which fins 255 that generate turbulent flow in the intake air are provided in addition to the configuration of the first embodiment will be described. In the figure, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted. The fin 255 is an example of the “turbulent flow generation part” in the claims.

本発明の第3実施形態による吸気装置300では、図1に示すように、吸気装置本体300aのインマニ205の内部に、フィン部材254(図4参照)が配置されている。このフィン部材254は、図4に示すように、インマニ205の上流ポート251において、水噴射部6の水噴射位置Eよりも下流に配置されている。具体的には、フィン部材254は、上流ポート251とサージタンク52との境界近傍の上流ポート251側(X1側)に配置されている。   In the intake device 300 according to the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, fin members 254 (see FIG. 4) are arranged inside the intake manifold 205 of the intake device main body 300a. As shown in FIG. 4, the fin member 254 is disposed downstream of the water injection position E of the water injection unit 6 in the upstream port 251 of the intake manifold 205. Specifically, the fin member 254 is disposed on the upstream port 251 side (X1 side) near the boundary between the upstream port 251 and the surge tank 52.

フィン部材254は、図5に示すように、複数(4個)のフィン255と、フィン255のX1側に設けられた筒状部254aとを含んでいる。筒状部254aは、上流ポート251の内壁面に設けられた周状の溝部251aに嵌め込まれている。これにより、フィン部材254は、インマニ205の上流ポート251の内部に固定されている。   As shown in FIG. 5, the fin member 254 includes a plurality of (four) fins 255 and a cylindrical portion 254 a provided on the X1 side of the fins 255. The cylindrical portion 254a is fitted into a circumferential groove portion 251a provided on the inner wall surface of the upstream port 251. Thereby, the fin member 254 is fixed inside the upstream port 251 of the intake manifold 205.

複数のフィン255は、図4に示すように、上流ポート251の内壁面に筒状部254aを介して略等角度間隔で取り付けられているとともに、吸気の流れ方向に向かって延びるように形成されている。また、複数のフィン255の各々は、螺旋状にねじれた螺旋部分255aを有している。この螺旋部分255aは、X方向に延びる軸線を中心として、下流側(サージタンク52側、X2側)に向かって旋回しながら延びるように形成されている。   As shown in FIG. 4, the plurality of fins 255 are attached to the inner wall surface of the upstream port 251 via a cylindrical portion 254 a at substantially equal angular intervals, and are formed to extend in the direction of intake air flow. ing. Each of the plurality of fins 255 has a spiral portion 255a that is helically twisted. The spiral portion 255a is formed so as to extend while turning toward the downstream side (surge tank 52 side, X2 side) around an axis extending in the X direction.

また、複数のフィン255は、図5に示すように、上流ポート251の内部の中心領域Cを空けるように、上流ポート251の内壁面に取り付けられている。なお、中心領域Cは、フィン255が設けられたX方向の位置において、中心線Oの周囲の領域である。この結果、図4に示すように、複数のフィン255により、X方向に延びる中心線Oを中心として、下流側に向かって旋回する旋回流(乱流)が吸気に発生する。   Further, as shown in FIG. 5, the plurality of fins 255 are attached to the inner wall surface of the upstream port 251 so as to leave a central region C inside the upstream port 251. The center region C is a region around the center line O at the position in the X direction where the fins 255 are provided. As a result, as shown in FIG. 4, a swirl flow (turbulent flow) swirling toward the downstream side about the center line O extending in the X direction is generated in the intake air by the plurality of fins 255.

ここで、第3実施形態では、サージタンク52の中心線Oと略交わる位置に取り付けられた水噴射ノズル61は、水噴射位置Eから中心領域Cに向かって中心線Oの延びるX方向に水を噴射するように構成されている。これにより、水噴射部6から噴射された水は、旋回流によって気化がより促進される。なお、第3実施形態による吸気装置300のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。   Here, in the third embodiment, the water injection nozzle 61 attached at a position substantially intersecting with the center line O of the surge tank 52 has water in the X direction in which the center line O extends from the water injection position E toward the center region C. Is configured to inject fuel. Thereby, vaporization of the water injected from the water injection unit 6 is further promoted by the swirling flow. In addition, the other structure of the intake device 300 by 3rd Embodiment is the same as that of the said 1st Embodiment.

(第3実施形態の効果)
上記第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of the third embodiment)
In the third embodiment, the following effects can be obtained.

第3実施形態では、上記のように、吸気装置300において、水噴射部6の水噴射位置Eよりも下流に、吸気の流れに乱流を発生させる複数のフィン255を設ける。これにより、発生した乱流により、未蒸発の水を効率的に気化させることができる。   In the third embodiment, as described above, in the intake device 300, the plurality of fins 255 that generate turbulent flow in the intake air flow are provided downstream of the water injection position E of the water injection unit 6. Thereby, the non-evaporated water can be efficiently vaporized by the generated turbulent flow.

また、第3実施形態では、上記のように、インマニ205の内部に設けられた複数のフィン255に、吸気の流れ方向(X方向)に向かって延びるとともに螺旋状にねじれた螺旋部分255aを形成する。これにより、下流側に向かって旋回する旋回流を吸気に発生させることができるので、噴射された水の気化を促進することができる。   Further, in the third embodiment, as described above, the plurality of fins 255 provided in the intake manifold 205 are formed with spiral portions 255a that extend in the intake flow direction (X direction) and are spirally twisted. To do. Thereby, since the swirling flow swirling toward the downstream side can be generated in the intake air, vaporization of the injected water can be promoted.

また、第3実施形態では、上記のように、複数のフィン255を、上流ポート251の内部の中心領域Cを空けるように、上流ポート251の内壁面に取り付けるとともに、水噴射部6を中心領域Cに向かって水を噴射するように構成する。これにより、X方向に延びる中心線Oを中心として下流側に向かって旋回する旋回流を吸気に発生させることができるので、噴射された水が未蒸発の状態でフィン255に付着するのを抑制しつつ、噴射された水の気化を促進することができる。なお、第3実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。   In the third embodiment, as described above, the plurality of fins 255 are attached to the inner wall surface of the upstream port 251 so as to open the central region C inside the upstream port 251 and the water injection unit 6 is installed in the central region. The water is jetted toward C. As a result, a swirl flow swirling toward the downstream side about the center line O extending in the X direction can be generated in the intake air, so that the sprayed water is prevented from adhering to the fins 255 in an unvaporized state. However, vaporization of the injected water can be promoted. The remaining effects of the third embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.

[第4実施形態]
図6を参照して、第4実施形態について説明する。この第4実施形態では、上記第1実施形態の構成に加えて、下流ポート53に向けて水を噴射する下流ポート用水噴射ノズル364を設けた例について説明する。なお、図中において、上記第1実施形態と同様の構成には、第1実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。また、下流ポート用水噴射ノズル364は、特許請求の範囲の「下流ポート用水噴射部」の一例である。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, an example in which a downstream port water injection nozzle 364 for injecting water toward the downstream port 53 is provided in addition to the configuration of the first embodiment. In the figure, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted. The downstream port water injection nozzle 364 is an example of the “downstream port water injection unit” in the claims.

本発明の第4実施形態による内燃機関の吸気装置400では、図6に示すように、吸気装置本体400aの水噴射部306は、複数(4個)の下流ポート用水噴射ノズル364をさらに有している。この複数の下流ポート用水噴射ノズル364は、インマニ305のサージタンク352に取り付けられている。また、複数の下流ポート用水噴射ノズル364は、サージタンク352から分岐する複数の下流ポート53の各々に対応するように配置されている。   In the intake device 400 for an internal combustion engine according to the fourth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, the water injection unit 306 of the intake device main body 400a further includes a plurality (four) of water injection nozzles 364 for downstream ports. ing. The plurality of downstream port water injection nozzles 364 are attached to the surge tank 352 of the intake manifold 305. The plurality of downstream port water injection nozzles 364 are disposed so as to correspond to each of the plurality of downstream ports 53 branched from the surge tank 352.

これらの下流ポート用水噴射ノズル364は、対応する下流ポート53の中心で、かつ、下流ポート53の延びるY方向に向かって水を噴射するように構成されている。つまり、下流ポート用水噴射ノズル364は、湿度センサ71、温度センサ72および流量センサ73よりも下流の水噴射位置E1から、対応する下流ポート53に向かってそれぞれ水を噴射するように構成されている。そして、ECU374は、湿度センサ71、温度センサ72、および、流量センサ73によりそれぞれ検出される水噴射前の吸気の湿度、温度および流量に基づいて、水噴射部306の水噴射ノズル61および複数の下流ポート用水噴射ノズル364から噴射される水の噴射量を各々制御するように構成されている。   These downstream port water injection nozzles 364 are configured to inject water toward the center of the corresponding downstream port 53 and in the Y direction in which the downstream port 53 extends. That is, the downstream port water injection nozzle 364 is configured to inject water from the water injection position E1 downstream of the humidity sensor 71, the temperature sensor 72, and the flow rate sensor 73 toward the corresponding downstream port 53. . The ECU 374 then determines the water injection nozzle 61 of the water injection unit 306 and the plurality of water injection nozzles 306 based on the humidity, temperature, and flow rate of the intake air before water injection detected by the humidity sensor 71, the temperature sensor 72, and the flow sensor 73, respectively. It is configured to control the amount of water jetted from the downstream port water jet nozzle 364, respectively.

ここで、噴射する水を微細化して気化しやすくするためには、水噴射ノズル61のノズル穴径を小さくする必要がある。この際、ノズル穴径を小さくしたことに起因して水噴射ノズル61から噴射される水の噴射量が減少してしまう。そこで、第4実施形態の吸気装置400では、水噴射ノズル61に加えて、複数の下流ポート用水噴射ノズル364を設けることによって、ノズル穴径を小さくした場合であっても、吸気を冷却するために噴射する水の噴射量を十分に確保して、吸気を十分に冷却することが可能である。なお、第4実施形態による吸気装置400のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。   Here, it is necessary to reduce the nozzle hole diameter of the water injection nozzle 61 in order to make the water to be sprayed fine and easy to vaporize. At this time, the amount of water jetted from the water jet nozzle 61 decreases due to the nozzle hole diameter being reduced. Therefore, in the intake device 400 of the fourth embodiment, in order to cool the intake air even when the nozzle hole diameter is reduced by providing a plurality of downstream port water injection nozzles 364 in addition to the water injection nozzle 61. It is possible to sufficiently cool the intake air by securing a sufficient amount of water to be injected into the tank. In addition, the other structure of the intake device 400 by 4th Embodiment is the same as that of the said 1st Embodiment.

(第4実施形態の効果)
上記第4実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of 4th Embodiment)
In the fourth embodiment, the following effects can be obtained.

第4実施形態では、上記のように、水噴射部306の水噴射位置EおよびE1よりも上流に、吸入空気(吸気)の湿度を検出する湿度センサ71を設け、ECU374により、湿度センサ71により検出される水噴射前の吸気の湿度に基づいて、水噴射部306の水噴射ノズル61および複数の下流ポート用水噴射ノズル364から噴射する水の噴射量を各々制御する。これにより、上記第1実施形態と同様に、未蒸発の水が吸気と共に移動してエンジン10に吸い込まれるのを抑制することができる。   In the fourth embodiment, as described above, the humidity sensor 71 that detects the humidity of the intake air (intake air) is provided upstream of the water injection positions E and E1 of the water injection unit 306, and the humidity sensor 71 is controlled by the ECU 374. Based on the detected humidity of the intake air before water injection, the amount of water injected from each of the water injection nozzle 61 of the water injection unit 306 and the plurality of downstream port water injection nozzles 364 is controlled. Thereby, similarly to the said 1st Embodiment, it can suppress that non-evaporated water moves with intake air and is inhaled by the engine 10. FIG.

また、第4実施形態では、上記のように、水噴射部306が複数の下流ポート53に向かってそれぞれ水を噴射する複数の下流ポート用水噴射ノズル364を含む。これにより、下流ポート用水噴射ノズル364から噴射する水により各々の下流ポート53内を流通する吸気を確実に冷却することができるので、熱により吸気が膨張することに起因してエンジン10内に取り込まれる吸入空気の量(密度)が減少するのを確実に抑制することができる。なお、第4実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。   In the fourth embodiment, as described above, the water injection unit 306 includes a plurality of downstream port water injection nozzles 364 that inject water toward the plurality of downstream ports 53, respectively. As a result, the intake air flowing through each of the downstream ports 53 can be reliably cooled by the water injected from the downstream port water injection nozzle 364, so that the intake air expands due to heat and is taken into the engine 10. It is possible to reliably suppress a reduction in the amount (density) of intake air that is discharged. The remaining effects of the fourth embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.

[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
[Modification]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記第1〜第4実施形態では、本発明の内燃機関の吸気装置を自動車用の多気筒型のエンジンに適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明の内燃機関の吸気装置を、自動車用のエンジン以外のエンジンに適用してもよいし、単気筒型のエンジンに適用してもよい。   For example, in the first to fourth embodiments, the example in which the intake device for an internal combustion engine of the present invention is applied to a multi-cylinder engine for an automobile has been shown, but the present invention is not limited to this. The intake device for an internal combustion engine of the present invention may be applied to an engine other than an automobile engine, or may be applied to a single cylinder type engine.

また、上記第1、第2および第4実施形態では、温度センサ(温度検出部)および流量センサ(流量検出部)を水噴射位置よりも上流に配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、温度検出部および流量検出部を水噴射位置よりも下流に配置してもよい。また、内燃機関の吸気装置に湿度検出部を設ける一方、温度検出部および流量検出部を設けなくてもよい。たとえば、予め内燃機関の駆動状況に対する温度および流量の推定値を記憶部などに記憶しておき、水噴射位置よりも上流において検出された吸入空気の湿度と、吸入空気の温度および流量の推定値とに基づいて、制御部が水噴射部から噴射する水の噴射量を制御するように内燃機関の吸気装置を構成してもよい。   In the first, second, and fourth embodiments, the temperature sensor (temperature detection unit) and the flow rate sensor (flow rate detection unit) are disposed upstream of the water injection position. Not limited to. In this invention, you may arrange | position a temperature detection part and a flow volume detection part downstream from a water injection position. Further, while the humidity detector is provided in the intake device of the internal combustion engine, the temperature detector and the flow rate detector may not be provided. For example, the estimated values of the temperature and the flow rate with respect to the driving situation of the internal combustion engine are stored in advance in a storage unit or the like, and the humidity of the intake air detected upstream from the water injection position and the estimated values of the temperature and flow rate of the intake air Based on the above, the intake device of the internal combustion engine may be configured such that the control unit controls the amount of water injected from the water injection unit.

また、上記第2実施形態では、圧力センサ(圧力検出部)を水噴射位置よりも下流に配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、圧力検出部を水噴射ノズルの水噴射位置よりも上流に配置してもよい。さらに、第2実施形態の過給機が設けられた構成において、圧力検出部を配置しなくてもよい。その際、過給機により吸入空気の圧力および温度が上昇しているので、吸入空気における水分量が飽和水蒸気量以下になるように、予め水の噴射量を単位時間あたりに噴射することが可能な水の量よりも十分に小さく設定しておくのが好ましい。さらに、第1および第4実施形態の過給機が設けられていない内燃機関の吸気装置において、圧力検出部を配置してもよい。   Moreover, although the example which has arrange | positioned the pressure sensor (pressure detection part) downstream from the water injection position was shown in the said 2nd Embodiment, this invention is not limited to this. In this invention, you may arrange | position a pressure detection part upstream from the water injection position of a water injection nozzle. Furthermore, in the configuration in which the supercharger of the second embodiment is provided, the pressure detection unit may not be arranged. At that time, since the pressure and temperature of the intake air are increased by the supercharger, it is possible to inject the water injection amount per unit time in advance so that the water amount in the intake air is equal to or less than the saturated water vapor amount. It is preferable to set it sufficiently smaller than the amount of fresh water. Furthermore, the pressure detection unit may be arranged in the intake device for the internal combustion engine in which the supercharger of the first and fourth embodiments is not provided.

また、上記第3実施形態では、本発明の乱流発生部として、螺旋部分を有するフィンを用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図7および図8に示す第3実施形態の第1変形例のように、インマニ405に複数(4個)のリブ456を設けてもよい。なお、リブ456は、特許請求の範囲の「乱流発生部」の一例である。   Moreover, in the said 3rd Embodiment, although the example which used the fin which has a spiral part was shown as a turbulent flow generation part of this invention, this invention is not limited to this. For example, a plurality of (four) ribs 456 may be provided on the intake manifold 405 as in the first modification of the third embodiment shown in FIGS. 7 and 8. The rib 456 is an example of the “turbulent flow generation part” in the claims.

これらのリブ456は、図7に示すように、インマニ405の上流ポート451とサージタンク452とを跨るように形成されている。また、リブ456は、X方向に延びるようにインマニ405の内壁面に一体的に設けられている。また、図8に示すように、複数のリブ456は、それぞれ、略等角度間隔でインマニ405の内壁面に設けられている。また、複数のリブ456は、インマニ405の内部の中心領域C1を空けるように設けられている。これにより、リブ456によって、吸気の流れに乱流を発生させることが可能である。   As shown in FIG. 7, these ribs 456 are formed so as to straddle the upstream port 451 and the surge tank 452 of the intake manifold 405. Further, the rib 456 is integrally provided on the inner wall surface of the intake manifold 405 so as to extend in the X direction. Further, as shown in FIG. 8, the plurality of ribs 456 are respectively provided on the inner wall surface of the intake manifold 405 at substantially equal angular intervals. In addition, the plurality of ribs 456 are provided so as to open the center region C1 inside the intake manifold 405. Thereby, the rib 456 can generate turbulent flow in the intake air flow.

また、図9に示す第3実施形態の第2変形例のように、インマニ505に複数(3段)の段差部556を設けてもよい。なお、段差部556は、特許請求の範囲の「乱流発生部」の一例である。これらの段差部556は、上流ポート551とサージタンク552との境界に設けられている。また、複数の段差部556は、インマニ505の内壁面に周状に設けられている。これにより、複数の段差部556によって、吸気の流れに乱流を発生させることが可能である。   Moreover, you may provide the level | step-difference part 556 of multiple (3 steps | paragraphs) in the intake manifold 505 like the 2nd modification of 3rd Embodiment shown in FIG. The step portion 556 is an example of the “turbulent flow generation portion” in the claims. These step portions 556 are provided at the boundary between the upstream port 551 and the surge tank 552. The plurality of stepped portions 556 are provided on the inner wall surface of the intake manifold 505 in a circumferential shape. Thereby, turbulent flow can be generated in the intake air flow by the plurality of stepped portions 556.

また、上記第4実施形態では、水噴射位置を上流ポートとサージタンクとの両方に設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、水噴射位置を上流ポートに設けずにサージタンクにのみ設けてもよい。   Moreover, although the example which provides a water injection position in both an upstream port and a surge tank was shown in the said 4th Embodiment, this invention is not limited to this. In the present invention, the water injection position may be provided only in the surge tank without being provided in the upstream port.

また、上記第1、第2および第4実施形態では、水噴射位置をインマニの上流ポートに設け、湿度センサ(湿度検出部)をインマニよりも上流のエアホース(上流吸気管)に設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、湿度検出部が水噴射位置よりも上流に配置されていれば、水噴射位置および湿度検出部を配置する位置は特に限定されない。たとえば、水噴射位置および湿度検出部を共にインマニの上流ポートに設けてもよい。   In the first, second, and fourth embodiments, the water injection position is provided in the upstream port of the intake manifold, and the humidity sensor (humidity detection unit) is provided in the air hose (upstream intake pipe) upstream of the intake manifold. Although shown, the present invention is not limited to this. In this invention, if the humidity detection part is arrange | positioned upstream from a water injection position, the position which arrange | positions a water injection position and a humidity detection part will not be specifically limited. For example, you may provide both a water injection position and a humidity detection part in the upstream port of an intake manifold.

また、上記第1、第2および第4実施形態では、エンジン(内燃機関)の駆動制御を行うECU(制御部)により水噴射部から噴射する水の噴射量を制御する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、内燃機関の制御を行うECUとは別個に、水噴射部から噴射する水の噴射量を制御する制御部を設けてもよい。   Moreover, in the said 1st, 2nd and 4th embodiment, although the example which controls the injection quantity of the water injected from a water injection part by ECU (control part) which performs drive control of an engine (internal combustion engine) was shown, The present invention is not limited to this. In this invention, you may provide the control part which controls the injection quantity of the water injected from a water injection part separately from ECU which controls an internal combustion engine.

また、上記第1、第2および第4実施形態の構成において、より吸気の冷却を促進するために、吸気装置本体にインタークーラを設けてもよい。これにより、より吸気を冷却することが可能である。特に、過給により吸気の温度が上昇している第2実施形態の構成において、吸気装置本体にインタークーラを設けるのが好ましい。   In the configurations of the first, second, and fourth embodiments, an intercooler may be provided in the intake device main body in order to further promote cooling of the intake air. As a result, the intake air can be further cooled. In particular, in the configuration of the second embodiment in which the temperature of the intake air rises due to supercharging, it is preferable to provide an intercooler in the intake device body.

3、103 エアホース(上流吸気管)
4 スロットル
5、205、305、405、505 インテークマニホールド
6、306 水噴射部
10 エンジン(内燃機関)
51、251、451、551 上流ポート
52、352、452、552 サージタンク
53 下流ポート
71 湿度センサ(湿度検出部)
72 温度センサ(温度検出部)
73 流量センサ(流量検出部)
74、174、374 ECU(制御部)
100、200、300、400 内燃機関の吸気装置
100a、200a、300a、400a 吸気装置本体
175 圧力センサ(圧力検出部)
255 フィン(乱流発生部)
364 下流ポート用水噴射ノズル(下流ポート用水噴射部)
456 リブ(乱流発生部)
556 段差部(乱流発生部)
C、C1 中心領域
E 水噴射位置
O 中心線
3, 103 Air hose (upstream intake pipe)
4 Throttle 5, 205, 305, 405, 505 Intake manifold 6,306 Water injection unit 10 Engine (internal combustion engine)
51, 251, 451, 551 Upstream port 52, 352, 452, 552 Surge tank 53 Downstream port 71 Humidity sensor (humidity detection unit)
72 Temperature sensor (temperature detector)
73 Flow sensor (Flow detector)
74, 174, 374 ECU (control unit)
100, 200, 300, 400 Intake device for internal combustion engine 100a, 200a, 300a, 400a Intake device body 175 Pressure sensor (pressure detection unit)
255 Fin (turbulent flow generation part)
364 Water injection nozzle for downstream port (water injection unit for downstream port)
456 rib (turbulent flow generation part)
556 Stepped part (turbulent flow generation part)
C, C1 Center area E Water injection position O Center line

Claims (6)

上流吸気管とスロットルとインテークマニホールドとがこの順に連通し、前記インテークマニホールドでは、上流ポートとサージタンクと下流ポートとがこの順に連通する吸気装置本体と、
前記吸気装置本体の内部を流通する吸入空気に水を噴射する水噴射部と、
前記水噴射部の水噴射位置よりも上流において、吸入空気の湿度を検出する湿度検出部と、
前記湿度検出部により検出される水噴射前の吸入空気の湿度に基づいて、前記水噴射部から噴射する水の噴射量を制御する制御部と、を備える、内燃機関の吸気装置。
An upstream intake pipe, a throttle, and an intake manifold communicate with each other in this order, and in the intake manifold, an intake device body in which an upstream port, a surge tank, and a downstream port communicate with each other in this order;
A water injection unit for injecting water into the intake air flowing through the inside of the main body of the intake device;
A humidity detector that detects the humidity of the intake air upstream of the water injection position of the water injection unit;
An air intake apparatus for an internal combustion engine, comprising: a control unit that controls an injection amount of water injected from the water injection unit based on humidity of intake air before water injection detected by the humidity detection unit.
前記制御部は、水噴射後の吸入空気における水分量が飽和水蒸気量以下になるように前記水噴射部から噴射する水の噴射量を制御するように構成されている、請求項1に記載の内燃機関の吸気装置。   The said control part is comprised so that the injection quantity of the water injected from the said water injection part may be controlled so that the water | moisture content in the intake air after water injection may be below a saturated water vapor amount. An intake device for an internal combustion engine. 吸入空気の温度を検出する温度検出部と、
吸入空気の流量を検出する流量検出部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記湿度検出部により検出される水噴射前の吸入空気の湿度に加えて、前記温度検出部により検出される吸入空気の温度および前記流量検出部により検出される吸入空気の流量にも基づいて、前記水噴射部から噴射する水の噴射量を制御するように構成されている、請求項1または2に記載の内燃機関の吸気装置。
A temperature detector for detecting the temperature of the intake air;
A flow rate detection unit for detecting the flow rate of the intake air,
In addition to the humidity of the intake air before water injection detected by the humidity detection unit, the control unit detects the temperature of the intake air detected by the temperature detection unit and the flow rate of the intake air detected by the flow rate detection unit. 3. The intake device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the intake device is configured to control an injection amount of water injected from the water injection unit on the basis of the above.
吸入空気の圧力を検出する圧力検出部をさらに備え、
前記制御部は、水噴射前の吸入空気の湿度、吸入空気の温度、および、吸入空気の流量に加えて、吸入空気の圧力にも基づいて、前記水噴射部から噴射する水の噴射量を制御するように構成されている、請求項3に記載の内燃機関の吸気装置。
A pressure detector for detecting the pressure of the intake air;
The control unit controls the injection amount of water to be injected from the water injection unit based on the pressure of the intake air in addition to the humidity of the intake air before the water injection, the temperature of the intake air, and the flow rate of the intake air. The intake device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the intake device is configured to be controlled.
前記水噴射部の水噴射位置は、前記インテークマニホールドの前記上流ポートに位置しており、
前記水噴射部は、前記インテークマニホールドの前記サージタンクに向かって水を噴射するように構成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の内燃機関の吸気装置。
The water injection position of the water injection unit is located at the upstream port of the intake manifold,
The intake device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the water injection unit is configured to inject water toward the surge tank of the intake manifold.
前記水噴射部の水噴射位置よりも下流に配置され、吸入空気の流れに乱流を発生させる乱流発生部をさらに備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の内燃機関の吸気装置。   The intake of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, further comprising a turbulent flow generation unit that is disposed downstream of a water injection position of the water injection unit and generates a turbulent flow in the flow of intake air. apparatus.
JP2015224475A 2015-11-17 2015-11-17 Intake system for internal combustion engine Pending JP2017089587A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015224475A JP2017089587A (en) 2015-11-17 2015-11-17 Intake system for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015224475A JP2017089587A (en) 2015-11-17 2015-11-17 Intake system for internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017089587A true JP2017089587A (en) 2017-05-25

Family

ID=58767508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015224475A Pending JP2017089587A (en) 2015-11-17 2015-11-17 Intake system for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017089587A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019078248A (en) * 2017-10-27 2019-05-23 本田技研工業株式会社 Attachment structure of water injection device of internal combustion engine
JP2019157751A (en) * 2018-03-12 2019-09-19 トヨタ自動車株式会社 Controller of internal combustion engine
JP2021110294A (en) * 2020-01-10 2021-08-02 トヨタ自動車株式会社 Intake structure for internal combustion engine

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54103921A (en) * 1977-10-04 1979-08-15 Longo Massimiliano Method of and apparatus for moistening cylinder of internal combustion engine
JPS5594450U (en) * 1978-12-25 1980-06-30
JPS6180326U (en) * 1984-10-31 1986-05-28
JPS62119468U (en) * 1986-01-21 1987-07-29
JPH0317168U (en) * 1989-06-27 1991-02-20
JPH08109853A (en) * 1994-10-11 1996-04-30 Hitachi Zosen Corp Nox reducing device in diesel engine
US6637382B1 (en) * 2002-09-11 2003-10-28 Ford Global Technologies, Llc Turbocharger system for diesel engine
JP2008038756A (en) * 2006-08-07 2008-02-21 Toyota Motor Corp Intake temperature reducing device and intake temperature reducing method of internal combustion engine
JP2008223498A (en) * 2007-03-08 2008-09-25 Mazda Motor Corp Intake device for engine
CN102052201A (en) * 2009-10-28 2011-05-11 福特环球技术公司 Method and apparatus for humidifying the intake air of internal combustion engine
JP2011526342A (en) * 2008-06-26 2011-10-06 カンブリアン エナジー ディベロップメント リミテッド ライアビリティー カンパニー Apparatus and method for operating an engine using non-flammable fluid injection
JP2014001734A (en) * 2012-06-18 2014-01-09 IFP Energies Nouvelles Internal combustion engine with combination of rankine cycle closed loop and water infusion circulation path into engine intake device
WO2014199442A1 (en) * 2013-06-11 2014-12-18 トヨタ自動車株式会社 Condensed water treating apparatus for internal combustion engine

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54103921A (en) * 1977-10-04 1979-08-15 Longo Massimiliano Method of and apparatus for moistening cylinder of internal combustion engine
JPS5594450U (en) * 1978-12-25 1980-06-30
JPS6180326U (en) * 1984-10-31 1986-05-28
JPS62119468U (en) * 1986-01-21 1987-07-29
JPH0317168U (en) * 1989-06-27 1991-02-20
JPH08109853A (en) * 1994-10-11 1996-04-30 Hitachi Zosen Corp Nox reducing device in diesel engine
US6637382B1 (en) * 2002-09-11 2003-10-28 Ford Global Technologies, Llc Turbocharger system for diesel engine
JP2008038756A (en) * 2006-08-07 2008-02-21 Toyota Motor Corp Intake temperature reducing device and intake temperature reducing method of internal combustion engine
JP2008223498A (en) * 2007-03-08 2008-09-25 Mazda Motor Corp Intake device for engine
JP2011526342A (en) * 2008-06-26 2011-10-06 カンブリアン エナジー ディベロップメント リミテッド ライアビリティー カンパニー Apparatus and method for operating an engine using non-flammable fluid injection
CN102052201A (en) * 2009-10-28 2011-05-11 福特环球技术公司 Method and apparatus for humidifying the intake air of internal combustion engine
JP2014001734A (en) * 2012-06-18 2014-01-09 IFP Energies Nouvelles Internal combustion engine with combination of rankine cycle closed loop and water infusion circulation path into engine intake device
WO2014199442A1 (en) * 2013-06-11 2014-12-18 トヨタ自動車株式会社 Condensed water treating apparatus for internal combustion engine

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019078248A (en) * 2017-10-27 2019-05-23 本田技研工業株式会社 Attachment structure of water injection device of internal combustion engine
JP2019157751A (en) * 2018-03-12 2019-09-19 トヨタ自動車株式会社 Controller of internal combustion engine
CN110259589A (en) * 2018-03-12 2019-09-20 丰田自动车株式会社 The control device of internal combustion engine
EP3564506A1 (en) 2018-03-12 2019-11-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine
US10774803B2 (en) 2018-03-12 2020-09-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine
CN110259589B (en) * 2018-03-12 2022-08-05 丰田自动车株式会社 Control device for internal combustion engine
JP2021110294A (en) * 2020-01-10 2021-08-02 トヨタ自動車株式会社 Intake structure for internal combustion engine
JP7298484B2 (en) 2020-01-10 2023-06-27 トヨタ自動車株式会社 Intake structure of internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104421027B (en) System and method for running the engine of burning liquid petroleum gas
JP6282543B2 (en) Evaporative fuel supply device
US8657214B2 (en) Fuel injection valve and internal combustion engine
JP5708507B2 (en) Compressor deposit cleaning device for internal combustion engine
JP2014234793A (en) Urea water injection nozzle
JP2017089587A (en) Intake system for internal combustion engine
JP6119976B2 (en) Condensate drain device
CN105569882B (en) Internal combustion engine
RU2701972C2 (en) System (embodiments) for creation of rarefaction in inlet system and method of creation of rarefaction in intake system
JP2017040224A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP6282544B2 (en) Evaporative fuel supply device
JP2010090717A (en) Exhaust gas recirculation device in internal combustion engine
JPH11159424A (en) Fuel injection device for internal combustion engine
JP2017002827A (en) Cleaner for engine
JP6146567B2 (en) Engine intake system structure
US11078864B2 (en) Method of controlling fuel injection amount of internal combustion engine
CN108266290B (en) Water spraying equipment
JP4735522B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2007056850A (en) Fuel injection device and fuel injection method for internal combustion engine
WO2015072320A1 (en) Control device for internal combustion engine
JP2008014199A (en) Fuel injection device and fuel injection method
JP5830891B2 (en) Fuel injection valve
JP2011231735A (en) Evaporation fuel supply device
JP6079570B2 (en) Internal combustion engine
JPS5810154A (en) Surge tank device for fuel injection-type spark ignition internal-combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181010

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190702

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190628

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20191224