JP2020084876A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気装置の内表面に付着した燃料に、ヒータにおいて発生した熱を効率的に伝えることにより、燃料の気化を効率的に促進することが可能な内燃機関の吸気装置を提供する。【解決手段】この内燃機関Ｅの吸気装置５は、吸気ポート１１の内表面１１ａと対向する外側ポート部材５２と、外側ポート部材５２の内側に配置された内側ポート部材５３と、内側ポート部材５３の内側に配置されたヒータ５４とを備える。内側ポート部材５３は、吸気ポート１１の吸気流れ方向Ａの直交する方向においてヒータ５４の外側に積層されるとともに、ヒータ５４からの熱を断熱するように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の吸気装置、特に、ヒータを備える内燃機関の吸気装置に関する。

従来、ヒータ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）。

上記特許文献１には、空気および燃料を含む混合気が供給される樹脂製のライナ部材と、電熱線とを備える内燃機関の吸気ポート構造が開示されている。上記特許文献１のライナ部材は、円筒スリーブ状に形成されている。上記特許文献１の吸気ポート構造では、ライナ部材は、シリンダヘッドの吸気ポート部に挿入されている。上記特許文献１の吸気ポート構造では、電熱線は、ライナ部材の外周部に螺旋状に巻き付けられている。上記特許文献１の吸気ポート構造では、電熱線は、ライナ部材の外周部に巻き付けられた状態で、ライナ部材に一体成型されるかまたは絶縁層によりコーティングされる（覆う）ことによって固着されている。

ここで、上記特許文献１の吸気ポート構造では、ライナ部材の周囲温度が低下した際に、ライナ部材に供給された混合気のうち燃料が、ライナ部材の内表面に付着したまま残る場合がある。そのため、上記特許文献１の吸気ポート構造では、ライナ部材の周囲温度が低下したことに基づいて、電熱線によりライナ部材が加熱される。これにより、上記特許文献１の吸気ポート構造では、ライナ部材の内表面に付着した燃料の気化を促進している。

特許第４８０７２３２号公報

しかしながら、上記特許文献１の吸気ポート構造では、電熱線によるライナ部材の加熱の際、電熱線において発生した熱が、ライナ部材の内表面に熱伝達するだけでなく、ライナ部材の外側の部材および空間に逃げてしまいやすいという不都合がある。このため、上記特許文献１の吸気ポート構造では、ライナ部材の内表面に付着した燃料に、電熱線（ヒータ）において発生した熱が効率的に伝わらないので、燃料の気化を効率的に促進できないという問題点がある。

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、吸気装置の内表面に付着した燃料に、ヒータにおいて発生した熱を効率的に伝えることにより、燃料の気化を効率的に促進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。

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、シリンダヘッド内の吸気ポートに挿入され、吸気ポートの内表面と対向する外側ポート部材と、外側ポート部材の内側に配置された内側ポート部材と、外側ポート部材および内側ポート部材の内側に形成され、気筒に供給される空気および燃料を含む混合気を流す吸気通路と、内側ポート部材の内側に配置されたヒータとを備え、内側ポート部材は、吸気ポートの吸気流れ方向の直交する方向においてヒータの外側に積層されるとともに、ヒータからの熱を断熱するように構成されている。なお、外側ポート部材の内側に配置される内側ポート部材とは、外側ポート部材の内表面から外表面までの厚みの中央部分よりも内表面側に、内側ポート部材の少なくとも一部が配置されている場合を含む広い概念である。

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、内側ポート部材を、吸気ポートの吸気流れ方向の直交する方向においてヒータの外側に積層されるとともに、ヒータからの熱を断熱するように構成する。これにより、ヒータの加熱の際、内側ポート部材により、ヒータにおいて発生した熱の内側ポート部材への熱伝達が抑制されるので、ヒータの熱が所望の加熱箇所以外に逃げることを抑制することができる。この結果、吸気装置の内表面に付着した燃料に、ヒータにおいて発生した熱を効率的に伝わりやすくすることができるので、燃料の気化を効率的に行うことができる。また、ヒータを外側ポート部材に設けることにより、この点でも、吸気装置の内表面に付着した燃料の気化を促進することができる。これにより、内燃機関では、燃焼室内の空燃比を安定させることができるので、燃焼室内が理想的な燃焼状態になり未燃焼排出ガスを低減させることができる。

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、ヒータを吸気通路側から覆うヒータ保護部をさらに備え、ヒータ保護部は、内側ポート部材よりも断熱性が低い。

このように構成すれば、ヒータからの熱が内側ポート部材よりもヒータ保護部の方に熱伝達しやすいので、吸気装置の内表面に付着した燃料に、ヒータにおいて発生した熱をより効率的に伝わりやすくすることができる。

この場合、好ましくは、ヒータ保護部、ヒータ、内側ポート部材および外側ポート部材は、吸気ポートの吸気流れ方向の直交する方向において順に積層されている。

このように構成すれば、ヒータからの放熱を外側ポート部材に熱伝達しにくくするために、ヒータと外側ポート部材との間に内側ポート部材が配置されることにより、外側ポート部材へヒータの熱が逃げることを抑制することができる。また、ヒータとヒータ保護部とを直接的に積層することにより、ヒータからの熱が内側ポート部材よりもヒータ保護部の方により熱伝達しやすくすることができる。これらの結果、吸気装置の内表面に付着した燃料に、ヒータにおいて発生した熱をより一層効率的に伝わりやすくすることができる。

上記ヒータ保護部、ヒータ、内側ポート部材および外側ポート部材が積層された内燃機関の吸気装置において、好ましくは、外側ポート部材は、吸気ポートの吸気流れ方向の直交する方向に内表面を窪ませた凹部を含み、ヒータ保護部、ヒータおよび内側ポート部材は、外側ポート部材の凹部に、吸気ポートの吸気流れ方向に直交する方向においてヒータ保護部、ヒータおよび内側ポート部材の順に積層された状態で埋め込まれている。

このように構成すれば、ヒータにおいて発生した熱を所望の加熱箇所以外へ逃がさないため、ヒータ保護部、ヒータおよび内側ポート部材を上記した順に積層させた状態の伝熱構造を、外側ポート部材の凹部に埋め込むことにより、吸気通路を流れる吸気に起因するヒータの温度低下を抑制することができる。また、上記伝熱構造を外側ポート部材に内蔵することができるので、上記伝熱構造の大型化および複雑化を抑制することができる。

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、外側ポート部材および内側ポート部材には、共に、吸気ポートに燃料を供給するインジェクタから噴射された燃料を導入する開口部が形成されている。

このように構成すれば、インジェクタから噴射される燃料を、開口部を介して内側ポート部材の内側の吸気通路に容易に供給することができる。

この場合、好ましくは、ヒータは、内側ポート部材の内表面に沿って設けられるとともに、内側ポート部材の開口部が形成された部分に対応する部分が開口した面状ヒータを含む。

このように構成すれば、面状ヒータを内側ポート部材の内表面に沿って配置することができるので、吸気装置の内表面に付着した燃料にヒータにおいて発生した熱をより効率的に伝えることができる。

なお、上記一の局面による内燃機関の吸気装置において、以下のような構成も考えられる。

（付記項１）
すなわち、上記一の局面による内燃機関の吸気装置において、外側ポート部材が吸気ポートに挿入された状態において、外側ポート部材の外表面と吸気ポートの内表面との間には、断熱層としての空気層が形成されている。

このように構成すれば、シリンダヘッドの温度が上昇し高温となったとしても、シリンダヘッドから外側ポート部材への熱伝達を抑制することができるので、吸気通路内の吸気の温度の上昇を抑制することができる。

（付記項２）
上記ヒータ保護部、ヒータ、内側ポート部材および外側ポート部材が積層される内燃機関の吸気装置において、吸気ポートの吸気流れ方向の直交する方向において順に積層されている内側ポート部材は、発泡樹脂材を含み、内側ポート部材の発泡樹脂材は、吸気ポートの吸気流れ方向に直交する方向において、ヒータと外側ポート部材との間に配置されている。

このように構成すれば、内側ポート部材を発泡樹脂材とすることにより、内側ポート部材の断熱性を向上させることができるとともに、内側ポート部材の軽量化を図ることができる。

（付記項３）
この場合、外側ポート部材は、非発泡樹脂材を含む。

このように構成すれば、耐熱性が低い発泡樹脂材を外側から発泡樹脂材よりも耐熱性が高い非発泡樹脂材である外側ポート部材により覆うことができるので、内側ポート部材の耐熱性を確保することができる。

（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、外側ポート部材は、吸気ポートの吸気流れ方向の下流側端部に、吸気通路の断面部の中心部に向かって突出するフランジ部を有し、内側ポート部材は、吸気ポートの吸気流れ方向の逆方向側からフランジ部により覆われている。

このように構成すれば、燃焼室内の高温ガスが吸気ポートに流入した場合、外側ポート部材により内側ポート部材が覆われていることによって、内側ポート部材に高温ガスが直接的に接触しないので、内側ポート部材の損傷を抑制することができる。

（付記項５）
上記ヒータ保護部を備える内燃機関の吸気装置において、ヒータ保護部は、樹脂材または樹脂製フィルムにより構成されている。

このように構成すれば、ヒータ保護部を簡易な構成にすることができる。

（付記項６）
上記一の局面による内燃機関の吸気装置において、外側ポート部材、内側ポート部材およびヒータは、吸気ポートの吸気流れ方向から視て、インジェクタ側が開放されたＵ字形状またはＣ字形状に形成されている。

このように構成すれば、インジェクタから噴射される燃料を、吸気通路に容易に供給することができるとともに、内燃機関の吸気装置の構造を簡易な構造にすることができる。

本実施形態によるインテークポートをシリンダヘッドに取り付けた状態を示した断面図である。 本実施形態によるインテークポートの斜視図である。 本実施形態によるインテークポートの分解斜視図である。 本実施形態によるインテークポートの吸気方向に直交する方向の断面図である。 図４の１００−１００線に沿った断面と温度センサと制御部とを示した模式図である。 本実施形態によるインテークポートを備えるエンジンの制御部において実施されるエンジン初動時のヒータ加熱処理を示したフローチャートである。 本実施形態によるインテークポートを備えるエンジンの制御部において実施されるエンジン再始動時のヒータ加熱処理を示したフローチャートである。 本実施形態の第１変形例による図４の１００−１００線に相当する断面図である。 本実施形態の第２変形例による図４の１００−１００線に相当する断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

本実施形態では、吸気ポート１１の内部を流れ、燃焼室１２内に吸入される気流の流れ（以下、吸気流れ方向Ａ）に基づいて上流および下流を定義する。また、複数の気筒２（図１では１つのみ図示）のエンジンＥが図示しない車両に搭載された状態において、気筒２の延びる方向をＺ方向（上下方向）とし、Ｚ方向の一方をＺ１方向（上方向）とし、Ｚ方向の他方をＺ２方向（下方向）と定義する。複数の気筒２の並ぶ方向をＸ方向（前後方向）とし、Ｘ方向の一方をＸ１方向（前方向）とし、Ｘ方向の他方をＸ２方向（後方向）と定義する。Ｚ方向およびＸ方向に直交する方向をＹ方向（左右方向）とし、Ｙ方向の一方をＹ１方向（右方向）とし、Ｙ方向の他方をＹ２方向（左方向）と定義する。

自動車用のエンジンＥ（特許請求の範囲の「内燃機関」の一例）は、図１に示すように、シリンダブロック（図示せず）のＺ１方向側にシリンダヘッド１を固定させた構造となっている。シリンダヘッド１は、燃焼室１２に連通する複数の吸気ポート１１および複数の排気ポート１３を有している。また、シリンダヘッド１は、燃焼室１２と複数の吸気ポート１１および複数の排気ポート１３のそれぞれとを連通させる開口を開閉する吸気バルブ１４および排気バルブ１５を有している。

ここで、吸気ポート１１では、燃焼室１２と吸気ポート１１とを連通させる開口付近の部分が、Ｙ２方向に沿った方向（水平方向）に延びている。なお、吸気ポート１１では、Ｙ１方向側の開口から燃焼室１２と吸気ポート１１とを連通させる開口までの全体にわたって、Ｙ２方向に向かうにしたがいＺ２方向に傾斜する下り勾配としてもよい。

エンジンＥは、気筒２の燃焼室１２内に空気Ｋおよび燃料Ｆを含む混合気Ｍを供給するように構成されている。具体的には、エンジンＥは、インジェクタ３と、インテークマニホールド４とを備えている。

インジェクタ３は、燃焼室１２に向けて流れる空気Ｋに、霧状の燃料Ｆを噴射するように構成されている。インジェクタ３は、吸気ポート１１内における吸気流れ方向Ａに対してＺ１方向（上方向）側に傾けられてシリンダヘッド１に取り付けられている。インジェクタ３は、燃焼室１２に向かうにしたがい周囲に拡散するように、燃料Ｆを噴射する。燃料Ｆは、たとえば、ガソリン、ガス燃料またはエタノールなどである。このように、エンジンＥは、燃料Ｆが吸気ポート１１内に噴射されるポート噴射式のエンジンである。

インテークマニホールド４は、燃焼室１２内に空気Ｋを供給するように構成されている。

具体的には、インテークマニホールド４は、樹脂により形成されている。インテークマニホールド４は、サージタンク（図示せず）と、吸気管４１と、取付部４２とを有している。サージタンクは、空気Ｋを一時的に貯留させる。サージタンクは、インテークマニホールド４において、吸気流れ方向Ａの上流側端部に配置されている。吸気管４１は、内部に形成された通路に沿って空気Ｋを流す。吸気管４１は、サージタンクよりも下流側に配置されている。吸気管４１は、サージタンクと取付部４２とを接続する。取付部４２は、インテークマニホールド４をシリンダヘッド１に固定する締結具（図示せず）を挿入するために設けられている。取付部４２は、フランジ形状を有している。インテークマニホールド４は、シリンダヘッド１に取付部４２を介して固定されている。

（インテークポート）
エンジンＥは、インテークマニホールド４から燃焼室１２に供給される空気Ｋに対して、シリンダヘッド１からの熱伝達を抑制する樹脂製のインテークポート５（特許請求の範囲の「内燃機関の吸気装置」の一例）を備えている。このように、エンジンＥは、吸気ポート１１内に樹脂製のインテークポート５を挿入してシリンダヘッド１からの熱を断熱する断熱ポート構造を有している。

具体的には、図１〜図３に示すように、インテークポート５は、取付部５１と、複数（４個）の外側ポート部材５２と、複数（４個）の内側ポート部材５３と、複数（４個）の吸気通路５４と、複数（４個）のヒータ５５と、複数（４個）のヒータ保護フィルム５６（特許請求の範囲の「ヒータ保護部」の一例）とを含んでいる。

ここで、インテークポート５は、取付部５１を含むフランジ部分と、外側ポート部材５２、内側ポート部材５３、吸気通路５４、ヒータ５５およびヒータ保護フィルム５６を含む筒状部分とにより構成されている。また、インテークポート５では、フランジ部分がシリンダヘッド１へのインテークポート５の取り付けに用いられる部分であり、筒状部分が吸気ポート１１の上流側から吸気ポート１１内に挿入される部分である。

図１および図２に示すように、インテークポート５は、取付部５１により、インテークマニホールド４とともにシリンダヘッド１に固定されている。インテークポート５の取付部５１は、インテークマニホールド４の取付部４２とシリンダヘッド１の吸気ポート１１の吸入口の周囲の部分との間に配置されている。取付部５１は、フランジ形状を有している。取付部５１は、インテークマニホールド４をシリンダヘッド１に固定する締結具（図示せず）を挿通させるように構成されている。

インテークポート５の取付部５１には、ガスケット５７が配置されている。ガスケット５７は、インテークポート５の取付部５１の吸気ポート１１側に配置されている。ガスケット５７は、インテークポート５の取付部５１と吸気ポート１１の吸入口の周囲の部分との間から吸気ポート１１内への、水などの異物の侵入を抑制するために設けられている。

〈外側ポート部材〉
次に、外側ポート部材５２の説明を行うが、複数（４個）の外側ポート部材５２の互いの形状は同じであるので、Ｘ２方向側の端部に配置された外側ポート部材５２の構成のみについて説明を行う。また、内側ポート部材５３、吸気通路５４、ヒータ５５およびヒータ保護フィルム５６についても同様に、Ｘ２方向側の端部に配置されたもののみについて説明を行う。

図１に示すように、外側ポート部材５２は、シリンダヘッド１から伝達される熱および燃焼室１２からの熱に対する耐熱性を有するように構成されている。具体的には、外側ポート部材５２は、非発泡樹脂材を有している。たとえば、外側ポート部材５２は、耐熱性を有するポリアミド６により形成されている。これにより、外側ポート部材５２が配置されている範囲において、シリンダヘッド１から伝達される熱および燃焼室１２からの熱に対する物性の変化（たとえば溶解など）を抑制することが可能である。

外側ポート部材５２は、シリンダヘッド１の吸気ポート１１に挿入され、吸気ポート１１の内表面１１ａと対向する。より詳細には、外側ポート部材５２は、吸気流れ方向Ａにおいて、吸気ポート１１の上流側端部から吸気ポート１１の下流側端部の近傍まで挿入可能な長さを有している。つまり、外側ポート部材５２は、吸気ポート１１の上流側端部から吸気ポート１１の下流側端部まで、吸気ポート１１の内表面１１ａと吸気通路５４との間に配置される。これにより、吸気ポート１１の上流側端部から吸気ポート１１の下流側端部まで、シリンダヘッド１から吸気通路５４内を流れる空気Ｋへの熱伝達が抑制可能である。

また、図１および図２に示すように、外側ポート部材５２は、隔壁部５２ａと、インジェクタ用開口部５８（特許請求の範囲の「開口部」の一例）と、バルブ用開口部５９とを含んでいる。

隔壁部５２ａは、吸気通路５４を流れてくる空気Ｋを、１つの吸気ポート１１に対して設けられた吸気バルブ１４の数に合わせて分ける機能を有している。すなわち、隔壁部５２ａは、１つの吸気ポート１１に対して設けられた２つの吸気バルブ１４が設けられている場合には、吸気通路５４を流れてくる空気Ｋを二手に分けるように構成されている。具体的には、隔壁部５２ａは、外側ポート部材５２の下流側に設けられている。隔壁部５２ａは、Ｘ方向における中央部分に配置されている。隔壁部５２ａは、外側ポート部材５２の内表面５２ｂにおいて、Ｚ１方向側（上方向側）の面部からＺ２方向側（下方向側）の面部まで設けられている。

インジェクタ用開口部５８は、吸気ポート１１に燃料Ｆを供給するインジェクタ３から噴射された燃料Ｆを導入するために形成されている。つまり、インジェクタ用開口部５８は、インジェクタ３の燃料Ｆの噴射領域６よりも大きい開口面積を有している。インジェクタ用開口部５８は、Ｚ１方向側（上方向側）から視て、略矩形状（長方形状）に形成されている。ここで、インジェクタ用開口部５８は、吸気流れ方向Ａを長手方向とする。

インジェクタ用開口部５８は、外側ポート部材５２のＺ１方向側の部分（上部）に設けられている。インジェクタ用開口部５８は、Ｘ方向における中央部分に設けられている。インジェクタ用開口部５８は、吸気流れ方向Ａにおける中央部分に設けられている。インジェクタ用開口部５８は、外側ポート部材５２を吸気流れ方向Ａに直交する方向（Ｚ方向）に貫通している。インジェクタ用開口部５８の吸気流れ方向Ａの長さは、隔壁部５２ａの吸気流れ方向Ａの上流側端部から吸気ポート１１の吸気流れ方向Ａの中央部までの長さよりも大きい。インジェクタ用開口部５８のＸ方向の長さは、外側ポート部材５２をＺ１方向側（上方向側）から視たときの外側ポート部材５２のＸ方向の長さよりも小さい。

外側ポート部材５２は、インジェクタ用開口部５８を形成した部分において、吸気流れ方向Ａの下流側から視るとＣ字形状を有している。

バルブ用開口部５９は、吸気バルブ１４と外側ポート部材５２との干渉を防止するために形成されている。つまり、バルブ用開口部５９は、吸気バルブ１４と外側ポート部材５２との干渉領域よりも大きい開口面積を有している。

バルブ用開口部５９は、外側ポート部材５２のＺ１方向側の部分（上部）に設けられている。バルブ用開口部５９は、吸気流れ方向Ａにおける下流側端部に設けられている。バルブ用開口部５９は、外側ポート部材５２の下流側端部の部分を除去することにより設けられている。バルブ用開口部５９の吸気流れ方向Ａの長さは、隔壁部５２ａの吸気流れ方向Ａの長さよりも大きい。

外側ポート部材５２は、バルブ用開口部５９を形成した部分において、吸気流れ方向Ａの下流側から視るとＣ字形状を有している。

このような外側ポート部材５２の外表面は、図４に示すように、吸気流れ方向Ａに直交する断面において、吸気ポート１１の内表面１１ａに合わせた形状を有している。また、外側ポート部材５２の外表面と吸気ポート１１の内表面１１ａとの間隔は、略一定である。

〈内側ポート部材〉
図３および図４に示すように、内側ポート部材５３は、ヒータ５５からの熱の伝達を抑制する断熱材として機能するように構成されている。具体的には、内側ポート部材５３は、発泡樹脂材を有している。すなわち、内側ポート部材５３は、ポリアミドを発泡成形することにより形成されている。このように、内側ポート部材５３は、内部にガスを封入した気泡を形成することにより断熱性能を向上させている。内側ポート部材５３は、ヒータ保護フィルム５６の熱伝達率の約１０％以下の熱伝達率であることが好ましい。

内側ポート部材５３は、外側ポート部材５２の内側に配置されている。詳細には、内側ポート部材５３は、外側ポート部材５２に埋め込まれている。ここで、内側ポート部材５３は、外側ポート部材５２の内表面５２ｂに直接接触した状態で設けられている。

図１に示すように、内側ポート部材５３は、吸気流れ方向Ａにおいて、外側ポート部材５２の略中央部から下流側端部まで設けられている。つまり、内側ポート部材５３の吸気流れ方向Ａの上流側端部の配置位置は、外側ポート部材５２のインジェクタ用開口部５８の吸気流れ方向Ａの下流側端部の位置と、外側ポート部材５２のインジェクタ用開口部５８の吸気流れ方向Ａの上流側端部の位置との間に配置されている。

ここで、内側とは、吸気ポート１１の吸気流れ方向Ａに直交する断面において、吸気ポート１１の内表面１１ａよりも吸気通路５４の中心部に近い範囲を示す。なお、外側とは、吸気ポート１１の吸気流れ方向Ａに直交する断面において、吸気通路５４の中心部よりも吸気ポート１１の内表面１１ａに近い範囲を示す。

このように、内側ポート部材５３は、外側ポート部材５２の一部の内表面５２ｂの内側に設けられている。

また、図１および図３に示すように、内側ポート部材５３は、インジェクタ用開口部５８と、バルブ用開口部５９とを含んでいる。内側ポート部材５３のインジェクタ用開口部５８は、外側ポート部材５２のインジェクタ用開口部５８と同様の構成であるので説明を省略する。また、内側ポート部材５３のバルブ用開口部５９は、外側ポート部材５２のバルブ用開口部５９と同様の構成であるので説明を省略する。

内側ポート部材５３は、吸気流れ方向Ａの下流側から視るとＣ字形状を有している。すなわち、内側ポート部材５３は、バルブ用開口部５９を形成した部分において、外側ポート部材５２を吸気流れ方向Ａの下流側から視たときの形状に合わせた形状により形成されている。

このように、外側ポート部材５２および内側ポート部材５３には、共に、吸気ポート１１に燃料Ｆを供給するインジェクタ３から噴射された燃料Ｆを導入するインジェクタ用開口部５８が形成されている。つまり、外側ポート部材５２のインジェクタ用開口部５８および内側ポート部材５３のインジェクタ用開口部５８は、インジェクタ３からの燃料Ｆを吸気通路５４内に噴射可能（供給可能）とするために設けられている。

上記したように、インテークポート５は、吸気ポート１１に挿入される上記筒状部分（挿入部材）を、外側ポート部材５２と内側ポート部材５３とに分割した二分割構造により構成されている。

〈吸気通路〉
吸気通路５４は、外側ポート部材５２および内側ポート部材５３の内側に形成され、混合気Ｍを流すように構成されている。つまり、吸気通路５４は、外側ポート部材５２および内側ポート部材５３の内部空間である。具体的には、吸気通路５４は、吸気流れ方向Ａにおいて、外側ポート部材５２および内側ポート部材５３を貫通している。吸気通路５４は、吸気流れ方向Ａの下流側から視て、Ｘ方向の長さよりもＺ方向の長さが小さい扁平形状を有している。すなわち、吸気通路５４では、１つの吸気ポート１１に対して設けられた吸気バルブ１４の数に合わせて、吸気流れ方向Ａの下流側から視たときのＸ方向の長さが設定される。

〈ヒータ〉
ヒータ５５は、図３および図４に示すように、エンジン始動直後の冷間時（排気管に配置された三元触媒の暖気前）などにおいて、インテークポート５の内表面５ａに気化せず付着した燃料Ｆを気化させるように構成されている。すなわち、インテークポート５は、周囲温度が低い場合であっても、インテークポート５の内表面５ａに気化せず付着した燃料Ｆを強制的に気化させるように構成されている。これにより、冷間始動時のＡ／Ｆ（Ａｉｒ／Ｆｕｅｌ ｒａｔｉｏ（空燃比））が安定し、燃料噴射量を少なくコントロールでき、燃焼室１２内に過剰な量の燃料Ｆが供給されること抑制することが可能となる。

具体的には、ヒータ５５は、高昇温特性を有する発熱素子を含んでいる。すなわち、ヒータ５５は、エンジン初動時から微少時間（約３〜約５秒）の間に所定温度（約７０℃）に達する高昇温特性を有することが好適である。このため、ヒータ５５は、カーボンを主成分とする発熱素子として、たとえばカーボングラファイトまたはカーボンナノチューブなどを有している。ここで、ヒータ５５は、シート状のカーボンナノチューブをヒータ保護フィルム５６に貼り付ける、または、液体状のカーボンナノチューブをヒータ保護フィルム５６に塗布することにより形成されることがより好ましい。

図１および図５に示すように、ヒータ５５は、インテークポート５の内表面５ａに気化せず付着した燃料Ｆに直接的に熱を与えることが可能な位置に配置されている。詳細には、ヒータ５５は、内側ポート部材５３の内側に配置されている。そして、ヒータ５５は、インジェクタ３の噴射領域６に対応する位置に配置されている。すなわち、ヒータ５５は、外側ポート部材５２の先端部付近に設けられている。詳細には、ヒータ５５は、吸気流れ方向Ａにおいて、外側ポート部材５２の中央部分から下流側端部の範囲に内蔵されている。

ヒータ５５は、インテークポート５の内表面５ａに拡散して付着する燃料Ｆに確実に熱を与えるように構成されている。具体的には、ヒータ５５は、吸気流れ方向Ａに直交する断面において、内側ポート部材５３の内表面５３ａの略全体にわたって設けられている。つまり、ヒータ５５は、内側ポート部材５３の内表面５３ａに沿って設けられるとともに、インジェクタ用開口部５８が形成された部分が開口した面状ヒータ７を含んでいる。

〈ヒータ保護フィルム〉
図４および図５に示すように、ヒータ保護フィルム５６は、インジェクタ３から噴射された燃料Ｆをヒータに付着させないため、ヒータ５５を保護するように構成されている。具体的には、ヒータ保護フィルム５６は、ヒータ５５を吸気通路５４側から覆う。すなわち、ヒータ保護フィルム５６は、ヒータ５５の吸気流れ方向Ａに直交する断面形状の全体にわたって設けられている。このように、ヒータ保護フィルム５６は、ヒータ５５の内表面に沿って設けられるとともに、インジェクタ用開口部５８が形成された部分が開口している。

ヒータ保護フィルム５６は、ヒータ５５の内表面に沿わせやすい材質により形成されている。詳細には、ヒータ保護フィルム５６は、樹脂製フィルムにより構成されている。ここで、ヒータ保護フィルム５６は、耐熱・耐油・耐薬品の性質を有する樹脂材であることが好ましい。たとえば、ヒータ保護フィルム５６としては、ポリイミドなどが好適に用いられる。

ヒータ保護フィルム５６は、ヒータ５５からの熱を伝達しやすいように構成されている。具体的には、ヒータ保護フィルム５６は、吸気通路５４側へ向かうヒータ５５からの放熱を妨げないように、薄膜の樹脂製フィルムにより形成されている。すなわち、ヒータ保護フィルム５６は、たとえば、厚み約０．１２５［ｍｍ］程度の薄い樹脂製フィルムであることが好ましい。

また、ヒータ保護フィルム５６は、内側ポート部材５３よりも断熱性が低い。詳細には、ヒータ保護フィルム５６は、内側ポート部材５３の熱伝達率の約１０倍以上の熱伝達率であることが好ましい。

〈インテークポートの内部構造〉
図４および図５に示すように、本実施形態のインテークポート５の内部構造は、ヒータ５５からの放熱を、ヒータ５５の吸気通路５４側の内表面以外の箇所に逃がさないように構成されている。なお、インテークポート５の内部構造とは、インテークポート５の内側ポート部材５３およびヒータ５５が設けられた箇所における吸気流れ方向Ａに直交する断面の構造（図４参照）を示す。さらに、インテークポート５の内部構造とは、インテークポート５の内側ポート部材５３およびヒータ５５が設けられた箇所における吸気流れ方向Ａに沿った断面の構造（図５参照）を示す。

具体的には、内側ポート部材５３が、吸気ポート１１の吸気流れ方向Ａの直交する方向においてヒータ５５に積層されるとともに、ヒータ５５からの熱を断熱するように構成されている。つまり、内側ポート部材５３の吸気通路５４側の内表面５３ａは、ヒータ５５の吸気通路５４側とは反対側の外表面と面接触している。また、内側ポート部材５３は、上記したように、ヒータ５５からの熱を断熱する材質を有している。このように、内側ポート部材５３の発泡樹脂材は、吸気流れ方向Ａに直交する方向において、ヒータ５５と外側ポート部材５２との間に配置されている。

インテークポート５の内部構造は、四層構造により構成されている。具体的には、ヒータ保護フィルム５６、ヒータ５５、内側ポート部材５３および外側ポート部材５２は、吸気流れ方向Ａの直交する方向において順に積層されている。つまり、インテークポート５では、外側ポート部材５２の一部に、ヒータ保護フィルム５６、ヒータ５５、内側ポート部材５３および外側ポート部材５２による積層構造が形成されている。

ここで、ヒータ保護フィルム５６の吸気通路５４側とは反対側の外表面は、ヒータ５５の吸気通路５４側の内表面と面接触している。上記したように、ヒータ５５と内側ポート部材５３とは、面接触している。内側ポート部材５３の吸気通路５４側とは反対側の外表面は、外側ポート部材５２の吸気通路５４側の内表面５２ｂと面接触している。

また、外側ポート部材５２は、吸気流れ方向Ａの直交する方向に内表面５２ｂを窪ませた埋込凹部５２ｄ（特許請求の範囲の「凹部」の一例）を有している。埋込凹部５２ｄは、吸気流れ方向Ａに直交する断面において、外側ポート部材５２の内表面５２ｂの略全体にわたって形成されている。ここで、ヒータ保護フィルム５６、ヒータ５５、内側ポート部材５３および外側ポート部材５２による積層構造は、埋込凹部５２ｄに埋め込まれるように構成されている。

具体的には、ヒータ保護フィルム５６、ヒータ５５および内側ポート部材５３は、外側ポート部材５２の埋込凹部５２ｄに、吸気ポート１１の吸気流れ方向Ａに直交する方向においてヒータ保護フィルム５６、ヒータ５５および内側ポート部材５３の順に積層された状態で埋め込まれている。つまり、インテークポート５では、ヒータ５５からの放熱を所望の加熱箇所以外へ逃がさない伝熱構造が、外側ポート部材５２に内蔵されている。

外側ポート部材５２は、内側ポート部材５３の周縁部を包み込むように構成されている。すなわち、外側ポート部材５２は、内側ポート部材５３よりも耐熱性を有していることにより、内側ポート部材５３を熱的に保護するように構成されている。

具体的には、外側ポート部材５２は、吸気流れ方向Ａの下流側端部に、吸気通路５４の断面部の中心に向かって突出するフランジ部５２ｃを有している。つまり、内側ポート部材５３は、吸気流れ方向Ａの逆方向側からフランジ部５２ｃにより覆われている。ここで、フランジ部５２ｃは、埋込凹部５２ｄの吸気流れ方向Ａの端部を形成している。このように、外側ポート部材５２は、フランジ部５２ｃにより、燃焼室１２（図１参照）から放出される高熱から内側ポート部材５３を熱的に遮断している。

また、外側ポート部材５２は、ヒータ５５を設けたヒータ保護フィルム５６の内側ポート部材５３からの剥離を抑制するように構成されている。具体的には、外側ポート部材５２は、ヒータ５５を設けたヒータ保護フィルム５６を吸気流れ方向Ａに直交する方向から押さえる突出押さえ部５２ｅを有している。突出押さえ部５２ｅは、ヒータ５５を設けたヒータ保護フィルム５６の吸気通路５４側の面の周縁部を押さえている。つまり、突出押さえ部５２ｅは、図５に示す吸気流れ方向Ａの埋込凹部５２ｄの断面において、埋込凹部５２ｄの吸気流れ方向Ａ側の周縁部から、埋込凹部５２ｄの中心に向かって突出している。

インテークポート５の内部構造では、ヒータ保護フィルム５６の内表面５６ａと外側ポート部材５２の内表面５２ｂとが略面一に配置されている。詳細には、ヒータ保護フィルム５６と、内側ポート部材５３を設けた部分に隣接する外側ポート部材５２の吸気通路５４側の内表面５２ｂとが、面一に設けられている。

外側ポート部材５２、内側ポート部材５３およびヒータ５５は、吸気ポート１１の吸気流れ方向Ａから視て、インジェクタ３側が開放された略Ｃ字形状（略Ｕ字形状）に形成されている。つまり、外側ポート部材５２、内側ポート部材５３およびヒータ５５は、インジェクタ３の位置に合わせて設けられるインジェクタ用開口部５８により、一部を欠如させた形状に形成されている。

図１および図４に示すように、インテークポート５は、シリンダヘッド１からの熱を断熱するように構成されている。具体的には、外側ポート部材５２が吸気ポート１１に挿入された状態において、外側ポート部材５２の外表面５２ｆと吸気ポート１１の内表面１１ａとの間には、断熱層としての空気層８が形成されている。すなわち、吸気流れ方向Ａに直交する方向において、外側ポート部材５２の断面形状は、空気層８を形成するため、吸気ポート１１の断面形状よりも小さく形成されている。

上記した構成を備えるインテークポート５では、外側ポート部材５２と、ヒータ５５を設けた状態のヒータ保護フィルム５６を内側ポート部材５３に固定した接合部材とが一体的に形成されている。すなわち、インテークポート５は、外側ポート部材５２に上記接合部材をインサート成型することにより形成されている。

（ＥＣＵ）
図５に示すように、エンジンＥは、ヒータ５５の温度を計測する温度センサ９と、温度センサ９により計測した温度に基づいて、ヒータ５５の温度を制御する制御部１０とを備えている。

制御部１０は、制御回路としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、図示せず）と、記憶媒体としてのメモリ（図示せず）とを含むＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）により構成されている。

制御部１０は、ＣＰＵがメモリに記憶されているエンジン制御プログラムを実行することにより、エンジンＥの各部を制御する。また、制御部１０は、第１所定条件、第２所定条件およびヒータ５５の温度などの情報を把握するように構成されている。

ここで、第１所定条件とは、エンジン初動前において、ヒータ５５をプレヒート（余熱）する際の条件であり、たとえば、ワイヤレスキーを所持したユーザの車両への接近、ユーザによるドアの開錠、ユーザのシートへの着座およびユーザによるブレーキペダルの踏み込みの少なくともいずれかを含む条件である。また、第２所定条件とは、エンジン再始動前において、ヒータ５５をプレヒート（余熱）する際の条件であり、たとえば、外気温、排気管に配置された三元触媒の温度、吸気ポート１１の内壁面の温度およびエンジンＥの冷却水の温度の少なくともいずれかを含む条件である。

制御部１０は、エンジン制御プログラムにより、温度センサ９において計測された温度に基づいて、ヒータ５５の過剰発熱を防止するように構成されている。また、制御部１０は、エンジン制御プログラムにより、第１所定条件および第２所定条件に基づいて、インテークポート５の内表面５ａに気化せず付着した燃料Ｆをヒータ５５により確実に気化させるように構成されている。

温度センサ９は、たとえば、サーミスタ、熱電対および側温抵抗体などから最適なセンサが選択される。温度センサ９では、温度変化に対する応答の速いセンサが好適に用いられる。

（エンジン初動時のヒータ加熱処理）
以下に、制御部１０による、エンジン制御処理に含まれるエンジン初動時のヒータ加熱処理について図６を参照して説明する。エンジン初動時のヒータ加熱処理は、エンジン初動前にあらかじめヒータ５５の加熱を開始させておく処理である。

ステップＳ１において、制御部１０では、第１所定条件（たとえば、ユーザによるドアの開錠）を満たしたか否かが判断される。制御部１０では、第１所定条件を満たしている場合にはステップＳ２に進み、第１所定条件を満たしていない場合にはステップＳ１に戻る。ステップＳ２において、制御部１０では、三元触媒の温度が所定温度よりも低い低温であるか否かが判断される。制御部１０では、三元触媒の温度が低温である場合にはステップＳ３に進み、三元触媒の温度が低温ではない場合（高温の場合）にはステップＳ４に進みエンジンを始動させてエンジン初動時のヒータ加熱処理が終了される。

ステップＳ３において、制御部１０では、ヒータ５５による加熱が開始された後に、ステップＳ４に進みエンジンＥが始動される。そして、ステップＳ４に進んだ後、制御部１０では、エンジン初動時のヒータ加熱処理が終了される。

なお、制御部１０では、エンジン初動時のヒータ加熱処理の終了時においてヒータ５５の加熱が停止される。ここで、ヒータ５５の加熱の停止のタイミングは、三元触媒の暖機完了時、エンジン始動後の所定時間（約２０〜約３０秒）経過後などであってもよい。

（エンジン再始動時のヒータ加熱処理）
以下に、制御部１０による、エンジン制御処理に含まれるエンジン再始動時のヒータ加熱処理について図７を参照して説明する。エンジン再始動時のヒータ加熱処理は、エンジン再始動前にあらかじめヒータ５５の加熱を開始させておく処理である。

ステップＳ１１において、制御部１０では、第２所定条件（たとえば、三元触媒の温度が低温）を満たしたか否かが判断される。制御部１０では、第２所定条件を満たしている場合にはステップＳ１２に進み、第２所定条件を満たしていない場合にはステップＳ１４に進み、エンジンを始動させてエンジン再始動時のヒータ加熱処理が終了される。

ステップＳ１２において、制御部１０では、ヒータ５５による加熱が開始される。ステップＳ１３において、制御部１０では、ヒータ５５の温度が所定温度以上か否かが判断される。制御部１０では、ヒータ５５の温度が所定温度以上である場合にステップＳ１４に進み、ヒータ５５の温度が所定温度未満である場合にステップＳ１３に戻る。

ステップＳ１４において、制御部１０では、エンジンＥが始動された後、エンジン再始動時のヒータ加熱処理が終了される。

なお、制御部１０では、エンジン再始動時のヒータ加熱処理の終了時においてヒータ５５の加熱が停止される。ここで、ヒータ５５の加熱の停止のタイミングは、三元触媒の暖機完了時、エンジン再始動後の所定時間（約２０〜約３０秒）経過後などであってもよい。

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、内側ポート部材５３を、吸気ポート１１の吸気流れ方向Ａの直交する方向においてヒータ５５の外側に積層されるとともに、ヒータ５５からの熱を断熱するように構成する。これにより、ヒータ５５の加熱の際、内側ポート部材５３により、ヒータ５５において発生した熱の内側ポート部材５３への熱伝達が抑制されるので、ヒータ５５の熱が所望の加熱箇所以外に逃げることを抑制することができる。この結果、インテークポート５の内表面５ａに付着した燃料Ｆに、ヒータ５５において発生した熱を効率的に伝わりやすくすることができるので、燃料Ｆの気化を効率的に行うことができる。

また、本実施形態では、上記のように、ヒータ５５を外側ポート部材５２に設けることにより、この点でも、インテークポート５の内表面５ａに付着した燃料Ｆの気化を促進することができる。これにより、エンジンＥでは、燃焼室１２内の空燃比を安定させることができるので、燃焼室１２内が理想的な燃焼状態になり未燃焼排出ガスを低減させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、ヒータ５５を吸気通路５４側から覆うヒータ保護フィルム５６を設ける。ヒータ保護フィルム５６は、内側ポート部材５３よりも断熱性が低い。これにより、ヒータ５５からの熱が内側ポート部材５３よりもヒータ保護フィルム５６の方に熱伝達しやすいので、インテークポート５の内表面５ａに付着した燃料Ｆに、ヒータ５５において発生した熱をより効率的に伝わりやすくすることができる。

また、本実施形態では、上記のように、ヒータ保護フィルム５６、ヒータ５５、内側ポート部材５３および外側ポート部材５２を、吸気ポート１１の吸気流れ方向Ａの直交する方向において順に積層する。これにより、ヒータ５５からの放熱を外側ポート部材５２に熱伝達しにくくするために、ヒータ５５と外側ポート部材５２との間に内側ポート部材５３が配置されることにより、外側ポート部材５２へヒータ５５の熱が逃げることを抑制することができる。また、ヒータ５５とヒータ保護フィルム５６とを直接的に積層することにより、ヒータ５５からの熱が内側ポート部材５３よりもヒータ保護フィルム５６の方により熱伝達しやすくすることができる。これらの結果、インテークポート５の内表面５ａに付着した燃料Ｆに、ヒータ５５において発生した熱をより一層効率的に伝わりやすくすることができる。

また、本実施形態では、上記のように、外側ポート部材５２には、吸気ポート１１の吸気流れ方向Ａの直交する方向に内表面５２ｂを窪ませた埋込凹部５２ｄを設ける。ヒータ保護フィルム５６、ヒータ５５および内側ポート部材５３を、外側ポート部材５２の埋込凹部５２ｄに、吸気ポート１１の吸気流れ方向Ａに直交する方向においてヒータ保護フィルム５６、ヒータ５５および内側ポート部材５３の順に積層された状態で埋め込む。これにより、ヒータ５５において発生した熱を所望の加熱箇所以外へ逃がさないため、ヒータ保護フィルム５６、ヒータ５５および内側ポート部材５３を上記した順に積層させた状態の伝熱構造を、外側ポート部材５２の埋込凹部５２ｄに埋め込むことにより、吸気通路５４を流れる吸気に起因するヒータ５５の温度低下を抑制することができる。また、上記伝熱構造を外側ポート部材５２に内蔵することができるので、上記伝熱構造の大型化および複雑化を抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、外側ポート部材５２および内側ポート部材５３には、共に、吸気ポート１１に燃料Ｆを供給するインジェクタ３から噴射された燃料Ｆを導入するインジェクタ用開口部５８を形成する。これにより、インジェクタ用開口部５８を介して内側ポート部材５３の内側にインジェクタ３から噴射される燃料Ｆを、吸気通路５４に容易に供給することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ヒータ５５を、内側ポート部材５３の内表面５３ａに沿って設けるとともに、内側ポート部材５３のインジェクタ用開口部５８が形成された部分に対応する部分が開口した面状ヒータ７に設ける。これにより、面状ヒータ７を内側ポート部材５３の内表面５３ａに沿って配置することができるので、インテークポート５の内表面５ａに付着した燃料Ｆにヒータ５５において発生した熱をより効率的に伝えることができる。

また、本実施形態では、上記のように、外側ポート部材５２が吸気ポート１１に挿入された状態において、外側ポート部材５２の外表面５２ｆと吸気ポート１１の内表面１１ａとの間に、断熱層としての空気層８を形成する。これにより、シリンダヘッド１の温度が上昇し高温となったとしても、シリンダヘッド１から外側ポート部材５２への熱伝達を抑制することができるので、吸気通路５４内の吸気の温度の上昇を抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、吸気ポート１１の吸気流れ方向Ａの直交する方向において順に積層されている内側ポート部材５３を、発泡樹脂材により設ける。内側ポート部材５３の発泡樹脂材を、吸気ポート１１の吸気流れ方向Ａに直交する方向において、ヒータ５５と外側ポート部材５２との間に配置する。これにより、内側ポート部材５３を発泡樹脂材とすることにより、内側ポート部材５３の断熱性を向上させることができるとともに、内側ポート部材５３の軽量化を図ることができる。

また、本実施形態では、上記のように、外側ポート部材５２を、非発泡樹脂材により設ける。これにより、耐熱性が低い発泡樹脂材を外側から発泡樹脂材よりも耐熱性の高い非発泡樹脂材を含む外側ポート部材５２により覆うことができるので、内側ポート部材５３の耐熱性を確保することができる。

また、本実施形態では、上記のように、外側ポート部材５２に、吸気ポート１１の吸気流れ方向Ａの下流側端部に、吸気通路５４の断面部の中心部に向かって突出するフランジ部５２ｃを設ける。内側ポート部材５３を、吸気ポート１１の吸気流れ方向Ａの逆方向側からフランジ部５２ｃにより覆う。これにより、燃焼室１２内の高温ガスが吸気ポート１１に流入した場合、外側ポート部材５２により内側ポート部材５３が覆われていることによって、内側ポート部材５３に高温ガスが直接的に接触しないので、内側ポート部材５３の損傷を抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ヒータ保護フィルム５６を、樹脂製フィルムにより構成する。これにより、ヒータ保護フィルム５６を簡易な構成にすることができる。

また、本実施形態では、上記のように、外側ポート部材５２、内側ポート部材５３およびヒータ５５を、吸気ポート１１の吸気流れ方向Ａから視て、インジェクタ３側が開放されたＣ字形状（Ｕ字形状）に形成する。これにより、インジェクタ３から噴射される燃料Ｆを、吸気通路５４に容易に供給することができるとともに、インテークポート５の構造を簡易な構造にすることができる。

また、本実施形態では、ヒータ５５を、外側ポート部材５２の先端部付近に設ける。これにより、インテークポート５の内表面５ａにおいてインジェクタ３から噴射される燃料Ｆが付着しやすい位置にヒータ５５を配置することにより、インテークポート５の内表面５ａに付着した燃料Ｆの気化をより促進することが可能である。この結果、エンジンＥでは、燃焼室１２内の空燃比をより安定させることが可能であるので、燃焼室１２内が理想的な燃焼状態になり未燃焼排出ガスをより低減させることが可能である。

また、本実施形態では、上記のように、外側ポート部材５２に、ヒータ５５を設けたヒータ保護フィルム５６を吸気流れ方向Ａに直交する方向から押さえる突出押さえ部５２ｅを設ける。これにより、ヒータ保護フィルム５６が剥がれることを抑制することが可能であるので、ヒータ５５が吸気通路５４に露出してヒータ５５に燃料Ｆがかかることを抑制することが可能である。この結果、ヒータ５５の損傷を抑制することが可能である。

また、本実施形態では、上記のように、吸気ポート１１における燃焼室１２と吸気ポート１１とを連通させる開口付近の部分を、Ｙ２方向に向かうにしたがいＺ１方向に傾斜する上り勾配とすることなく、Ｙ２方向に沿った方向（水平方向）に延ばしている。これにより、外側ポート部材５２の外表面５２ｆと吸気ポート１１の内表面１１ａとの間に形成された空気層８に浸入した燃料Ｆ、水および油などを燃焼室１２に容易に排出すること可能であるので、吸気ポート１１の内表面１１ａに燃料Ｆ、水および油などが堆積することを抑制することが可能である。

［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり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全ての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、ヒータ保護フィルム５６（ヒータ保護部）は、樹脂製フィルムである例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ヒータ保護部は、耐熱・耐油・耐薬品の性質を有する材質であれば他の材質であってもよい。ヒータ保護部は、外側ポート部材によりヒータを包み込むことによって構成されてもよいし、金属テープであってもよい。

また、上記実施形態では、外側ポート部材５２は、ポリアミド６により形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、外側ポート部材は、耐熱の性質を有する材質であれば他の材質であってもよい。

また、上記実施形態では、ヒータ保護フィルム５６（ヒータ保護部）は、たとえば、厚み約０．１２５［ｍｍ］程度の薄い樹脂製フィルムである例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ヒータ保護部の厚みは、約０．１２５［ｍｍ］とは異なる厚みにしてもよい。

また、上記実施形態では、外側ポート部材５２は、隔壁部５２ａを有する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、外側ポート部材は、隔壁部を有していなくてもよい。

また、上記実施形態では、内側ポート部材５３は、ポリアミドを発泡成形することにより形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、内側ポート部材は、高い断熱性を有していればよく、ガラス、メラニン発泡材、ゴアテックス、セルロース、特殊繊維またはメッキ処理を施した樹脂材などであってもよい。

また、上記実施形態では、ヒータ５５は、カーボンを主成分とする発熱素子として、カーボングラファイトまたはカーボンナノチューブなどを有している例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ヒータは、セラミックヒータ、シリコーンラバーヒータまたはステンレスヒータなどであってもよい。

また、上記実施形態では、インテークポート５の内部構造は、四層構造により構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、インテークポート２０５の内部構造は、図８に示す第１変形例のように、三層構造により構成されてもよい。つまり、外側ポート部材２５２に、埋込凹部ではなく、外側ポート部材２５２を貫通する貫通孔２５２ｄを形成し、貫通孔２５２ｄにヒータ保護フィルム５６、ヒータ５５および内側ポート部材２５３のそれぞれを面接触させた状態で積層した構成を埋め込んでもよい。また、インテークポート３０５の内部構造は、図９に示す第２変形例のように、五層構造により構成されてもよい。つまり、外側ポート部材３５２の埋込凹部３５２ｄに、ヒータ保護フィルム５６、ヒータ５５、ヒータ保護フィルム３５６、内側ポート部材３５３および外側ポート部材３５２のそれぞれを面接触させた状態で積層してもよい。

また、上記実施形態では、インジェクタ用開口部５８は、外側ポート部材５２を吸気流れ方向Ａに直交する方向（Ｚ方向）に貫通している例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、インジェクタ用開口部は、外側ポート部材を吸気流れ方向に沿ってきり欠いた切欠形状であってもよい。

また、上記実施形態では、制御部１０は、ＣＰＵと、メモリとを含むＥＣＵにより構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部は、ＥＣＵ以外にヒータの温度を制御する専用の制御回路であってもよい。

また、上記実施形態では、説明の便宜上、制御部１０の制御処理を、処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の制御処理を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

また、上記実施形態では、インテークポート５（内燃機関の吸気装置）とインテークマニホールド４とが分割された構造である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、内燃機関の吸気装置は、インテークマニホールドを溶着などで一体的に接合した構造であってもよい。

１ シリンダヘッド
２ 気筒
５、２０５、３０５ インテークポート（内燃機関の吸気装置）
７ 面状ヒータ
１１ 吸気ポート
１１ａ 吸気ポートの内表面
５２、２５２、３５２ 外側ポート部材
５２ｂ 外側ポート部材の内表面
５２ｄ、３５２ｄ 埋込凹部（凹部）
５３、２５３、３５３ 内側ポート部材
５４ 吸気通路
５５ ヒータ
５６、３５６ ヒータ保護フィルム（ヒータ保護部）
５８ インジェクタ用開口部（開口部）
２５２ｄ 貫通孔
Ａ 吸気流れ方向
Ｅ エンジン（内燃機関）
Ｆ 燃料
Ｋ 空気
Ｍ 混合気

Claims (6)

1. シリンダヘッド内の吸気ポートに挿入され、前記吸気ポートの内表面と対向する外側ポート部材と、
   前記外側ポート部材の内側に配置された内側ポート部材と、
   前記外側ポート部材および前記内側ポート部材の内側に形成され、気筒に供給される空気および燃料を含む混合気を流す吸気通路と、
   前記内側ポート部材の内側に配置されたヒータとを備え、
   前記内側ポート部材は、前記吸気ポートの吸気流れ方向の直交する方向において前記ヒータの外側に積層されるとともに、前記ヒータからの熱を断熱するように構成されている、内燃機関の吸気装置。
2. 前記ヒータを前記吸気通路側から覆うヒータ保護部をさらに備え、
   前記ヒータ保護部は、前記内側ポート部材よりも断熱性が低い、請求項１に記載の吸気装置。
3. 前記ヒータ保護部、前記ヒータ、前記内側ポート部材および前記外側ポート部材は、前記吸気ポートの吸気流れ方向の直交する方向において順に積層されている、請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。
4. 前記外側ポート部材は、前記吸気ポートの吸気流れ方向の直交する方向に内表面を窪ませた凹部を含み、
   前記ヒータ保護部、前記ヒータおよび前記内側ポート部材は、前記外側ポート部材の凹部に、前記吸気ポートの吸気流れ方向に直交する方向において前記ヒータ保護部、前記ヒータおよび前記内側ポート部材の順に積層された状態で埋め込まれている、請求項３に記載の内燃機関の吸気装置。
5. 前記外側ポート部材および前記内側ポート部材には、共に、前記吸気ポートに燃料を供給するインジェクタから噴射された燃料を導入する開口部が形成されている、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。
6. 前記ヒータは、前記内側ポート部材の内表面に沿って設けられるとともに、前記内側ポート部材の前記開口部が形成された部分に対応する部分が開口した面状ヒータを含む、請求項５に記載の内燃機関の吸気装置。

Images