(57)【要約】【課題】  吸気制御弁を吸気通路内に配置した構造でも、吸気温度の上昇を抑制できる内燃機関の吸気装置を提供する。【解決手段】  内燃機関２に吸気ＡＧを供給する吸気通路３内に通路面積を絞る吸気制御弁２０を配備して、吸気流ＡＧを調整可能としている内燃機関の吸気装置１Ａであり、前記吸気制御弁２０の下流に、吸気温度の上昇を防止する温度上昇防止手段を設けたことを特徴とする。温度上昇防止手段として断熱手段、温度変更手段などを採用する。本発明の吸気装置は、吸気制御弁の下流に吸気温度の上昇を防止する温度上昇防止手段を備えているので、吸気制御弁によって絞られた吸気が通過するときに温度上昇するのを防止できる。よって、このような吸気装置を適用した内燃機関は、吸気流速を高く維持しても、ノッキングや吸気充填効率の低下を抑制できるので、燃焼促進及び安定化を図ることができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に吸気を供給する吸気通路内に通路面積を絞る吸気制御弁を配備して、吸気流を調整可能としている内燃機関の吸気装置において、
前記吸気制御弁の下流に、吸気温度の上昇を防止する温度上昇防止手段を設けた、ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記温度上昇防止手段は、前記吸気制御弁の直後に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
前記温度上昇防止手段は、前記吸気制御弁によって絞られた吸気が通過する通路壁面に設けられている、ことを特徴とする請求項１又２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
前記吸気通路を少なくとも２つに仕切る仕切板を更に有し、
仕切られた片側の吸気通路側のみに前記温度上昇防止手段が設けられている、ことを特徴とする請求項１又２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
前記温度上昇防止手段が、前記吸気通路の壁面温度を変更可能な温度変更手段である、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項６】
前記温度変更手段は、前記吸気制御弁の絞り度合いに応じて壁面温度を変更する、ことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の吸気装置。    
【請求項７】
前記温度上昇防止手段が、前記内燃機関からの熱を前記吸気通路に伝達するのを低減する断熱手段である、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項８】
前記温度上昇防止手段が設けられている片側の吸気通路と、温度上昇防止手段を設けない反対側の吸気通路とを切換えるように、前記吸気制御弁が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気通路内に吸気流を制御する制御弁を備えた吸気装置に関し、特に吸気温度の上昇を防止する構造を備える内燃機関の吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気はインテークマニホルド、吸気ポート等の吸気通路を介して、内燃機関へ供給される。内燃機関での燃焼により発生した熱が、吸気通路側に伝達して吸気温度が過度に昇温してしまうとノッキング発生の原因や吸気充填効率を下げる原因となる。そこで、例えば特許文献１は、吸気ポートの開口側に熱伝達率の低いポートライナを嵌め込んで吸気流の温度上昇を抑制するようにした吸気装置を提案している。
【０００３】
また、内燃機関のシリンダヘッドに形成した吸気ポート内に通路面積を絞る吸気制御弁を配置し、この吸気制御弁を開閉することでスワール流やタンブル流を形成させる吸気装置が知られている（例えば、特許文献２）。このような吸気装置はガス流の強化を図ることで、内燃機関の筒内での燃焼促進や燃焼の安定化を図る。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０４７９６号公報
【特許文献２】特開２００４−１２４８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では吸気ポートの開口寄りの一部に熱伝達率の低いポートライナを設けた吸気装置について開示するだけであり、上記吸気制御弁を配置した場合については配慮していない。ところが、特許文献２で開示する吸気装置は、吸気ポート内の通路面積を絞る（開口率を小さくする）方向に吸気制御弁を駆動して下流側の吸気流を強化する。このように吸気制御弁により吸気を絞って流速を速めると、吸気を絞った部分での熱伝達効率が高くなる。そのため、絞った部分で内燃機関からの熱が伝達されると、吸気温度が急激に上昇してしまう。その結果、上述したノッキングや吸気充填効率の低下が顕著化した問題となる。
【０００６】
本発明の目的は、前述した従来の課題を解決して、吸気制御弁を吸気通路内に配置した構造でも、吸気温度の上昇を抑制できる内燃機関の吸気装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、内燃機関に吸気を供給する吸気通路内に通路面積を絞る吸気制御弁を配備して、吸気流を調整可能としている内燃機関の吸気装置において、前記吸気制御弁の下流に、吸気温度の上昇を防止する温度上昇防止手段を設けた、ことを特徴とする内燃機関の吸気装置によって達成される。
【０００８】
本発明の吸気装置は、吸気制御弁の下流に吸気温度の上昇を防止する温度上昇防止手段を備えているので、吸気制御弁によって絞られた吸気が通過するときに温度上昇するのを防止できる。よって、このような吸気装置を適用した内燃機関は、吸気流速を高く維持しても、ノッキングや吸気充填効率の低下を抑制できるので、燃焼促進及び安定化を図ることができる。
【０００９】
また、前記温度上昇防止手段は、前記吸気制御弁の直後に設けられている構造とすることが望ましい。このような構造であれば、温度上昇防止手段により吸気制御弁により絞られた吸気が温度上昇しないようにできる。
【００１０】
また、前記温度上昇防止手段は、前記吸気制御弁によって絞られた吸気が通過する通路壁面に設けられている構造としてもよい。この場合の温度上昇防止手段は、壁面に設けた断熱材、断熱空間等による断熱層とすることができる。
【００１１】
また、前記吸気通路を少なくとも２つに仕切る仕切板を更に有し、仕切られた片側の吸気通路側のみに前記温度上昇防止手段が設けられている構造としてもよい。このような構造では、温度上昇防止手段を設けた通路に吸気を流すことで温度上昇を防止できる。
【００１２】
また、前記温度上昇防止手段が、前記吸気通路の壁面温度を変更可能な温度変更手段としてもよい。この場合には能動的に温度調整を行えるので、より確実に吸気が過昇温するのを防止できる。
【００１３】
また、前記温度変更手段は、前記吸気制御弁の絞り度合いに応じて壁面温度を変更するように構成してもよい。吸気制御弁を絞ると吸気温度が上昇する傾向があるので、温度変更手段を連動させることで吸気温度の上昇をより確実に防止できる。
【００１４】
また、前記温度上昇防止手段が、前記内燃機関からの熱を前記吸気通路に伝達するのを低減する断熱手段であってもよい。また、前記温度上昇防止手段が設けられている片側の吸気通路と、温度上昇防止手段を設けない反対側の吸気通路とを切換えるように、前記吸気制御弁が設けられている構造を採用してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、吸気制御弁を吸気通路内に配置した構造でも、吸気温度の上昇を抑制できる内燃機関の吸気装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る内燃機関の吸気装置について説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、内燃機関の吸気系に組込まれた実施例１に係る吸気装置１Ａについて示した図である。吸気通路となるインテークマニホルド３及び吸気ポート４を介して、吸気ＡＧが内燃機関となるエンジン２の燃焼室５に供給されている。吸気ポート４はエンジン２のシリンダヘッド部６に形成された管路であり、この上流側開口側を覆うようにインテークマニホルド３が接続されている。よって、図示のように、吸気ＡＧはインテークマニホルド３側から吸気ポート４を介して燃焼室５へと供給される。なお、吸気装置の吸気通路はシリンダヘッド内に形成した吸気ポートを意図する場合も多いが、本発明では特に限定するものではない。例えば吸気ポート及びインテークマニホルドを吸気通路と理解してもよいし、或いは吸気ポートとインテークマニホルドとの間に配置した配管を含めて吸気通路と理解してもよい。
【００１８】
図１で示す構造では、吸気ポート４内に上流側開口から下流に向かって仕切板１０が配置されている。この仕切板１０により吸気ポート４の上流側の内部が上側の第１吸気通路１１と下側の第２吸気通路１２とに分割されている。吸気ポート４の上部側には外側に突出するようにインジェクタ取付け部７が設けられており、このインジェクタ取付け部７にインジェクタ８が燃料噴射口を下にした姿勢で差し込まれている。インジェクタ８は、仕切板１０の下流側に燃料を噴射するようにセットされている。
【００１９】
上記仕切板１０より上流側に位置しているインテークマニホルド３の下流側開口には吸気ＡＧの流れを制御する吸気制御弁２０が設けられている。この吸気制御弁２０は大略平板状の部材であり、その基端部２０ａ側に設けた支軸２１がインテークマニホルド３の壁面に回動可能に軸支されている。支軸２１にはアクチュエータ２２からの回転力が伝達されている。アクチュエータ２２はＥＣＵ（Electronic  Control  Unit：電子制御装置）２３によって駆動が制御されている。このＥＣＵ２３は図示しないエンジン２を制御するＥＣＵと兼用してもよい。この場合には、エンジン２の状態に応じてアクチュエータ２２を制御して吸気制御弁２０を所望の位置に移動させることができる。なお、図１で示す仕切板１０と吸気制御弁２０との配置位置は一例である。仕切板１０及び吸気制御弁２０を吸気ポート４内に配置してもよいし、これらをインテークマニホルド３内に配置してもよい。吸気通路内で、吸気制御弁２０の直後に仕切板１０が配設される位置関係となっていればよい。
【００２０】
図２は、吸気制御弁２０の一連の動作をまとめて示した図である。（Ａ）は吸気制御弁２０がインテークマニホルド３内で立ち上がって通路面積（通路内の横断面積）を最も絞った状態（以下、全閉状態と称す）とした場合について示している。同様に、（Ｂ）は吸気制御弁２０が途中まで立ち上がって通路面積を半分に絞った状態（以下、半開状態と称す）とした場合について示し、（Ｃ）は吸気制御弁２０が寝て通路面積を開放状態（以下、全開状態と称す）とした場合について示している。なお、（Ａ）〜（Ｃ）の各図は、吸気制御弁２０周辺の側面構成を示すと共に、それぞれの右側に上流側から見た吸気制御弁２０の様子を示している。また、ここで例示している吸気制御弁２０は上部にコ字状の切欠２０ＮＴを備えており、（Ａ）で示す全閉状態のときにも吸気ＡＧを下流へ流すことができるように構成されている。
【００２１】
図２で、（Ｃ）で示す全開状態から、吸気制御弁２０を（Ｂ）の半開状態、更に（Ａ）の全閉状態にまで駆動して吸気ＡＧを絞ると流速が増して強いタンブル流を形成することができる。これによりエンジン２での燃焼促進を図ることができる。しかしながら、先に指摘したように、吸気ＡＧの流速が増加するのに伴って熱伝達率が増加するので吸気温度が上昇してノッキングや吸気充填効率の低下が問題となる。そこで、本実施例の吸気装置１Ａは、吸気温度の過昇温を予防するための構造を備えている。以下では、更にこの温度上昇防止を実現している構成について説明する。
【００２２】
図３は、吸気ポート４の上流側開口の構成を詳細に示した図であり、（Ａ）は図１でのＡ−Ａ矢視方向（下流方向）へ見た吸気ポート４の開口部側の断面構成図、同（Ｂ）は（Ａ）でのＢ−Ｂ矢視での断面構成図である。なお、作図の便宜上、吸気ポート４の外形を簡略化した矩形形状で図示している。一般に吸気ポート４（すわわち、シリンダヘッド部６）は、熱伝達率が高いアルミ等で形成されている。そのためにエンジン２側の熱が吸気ポート４に伝達して吸気を昇温させてしまう。特に吸気制御弁２０により吸気を絞った部分では、流速が増すので熱伝達率が増加して過昇温が問題となる。図３（Ａ）で示す構造では、吸気制御弁２０によって絞られた吸気が通過させるのに適した新規な吸気通路（以下、吸気絞り通路１３と称す）が吸気ポート４内に設けられている。
【００２３】
吸気絞り通路１３は、例えばアルミなどの熱伝達性の高い部材により形成した管路であるが、吸気ポート４の内壁面とは間隙をもって配置されている。この間隙には断熱層１４が形成されている。断熱層１４は、例えばゴム、プラスチック等の熱伝導性の低い部材を充填して形成してもよいし、空気層或いは真空層を設けることによって断熱構造を実現してもよい。なお、仕切板１０は吸気絞り通路１３内の所定位置に固定されている。仕切板１０は吸気絞り通路１３と一体に形成してもよいし、個別に形成して吸気絞り通路１３内に嵌め込んでもよい。
【００２４】
上記のように、特に吸気温度を上昇させ易い部分に吸気ポート４と熱的に独立した吸気絞り通路１３を設けることで、エンジン２から吸気ポート４に伝達してきた熱で吸気を昇温させることがない構造にできる。さらに、図３は吸気絞り通路１３の温度を変更可能とする構造を備えている。さらに、この点について説明する。
【００２５】
吸気絞り通路１３の外周には温度変更手段となる冷却・加熱部１５が設けられている。冷却・加熱部１５は吸気絞り通路１３の外面に付設されて、吸気絞り通路１３の壁面を冷却或いは加熱する機能を備えた構造体である、このような冷却・加熱部１５としては、内部に熱伝達媒体を流す冷熱媒体通路（例えば、冷媒通路やヒートパイプ）、また吸熱及び発熱を行える冷熱部材（例えば、ペルチェ素子）を採用することができる。
【００２６】
冷却・加熱部１５は外側に突出した接続部１６ａ、１６ｂを備えており、この接続部により外部の冷熱補助構造１７、１８と接続されている。冷却・加熱部１５が例えば冷熱媒体通路である場合には、補助構造１７は冷媒通路、補助構造１８は熱交換器及びポンプ等となる。また、冷却・加熱部１５が電気的な冷熱素子等である場合には、補助構造１７は配線、補助構造１８は通電コントローラなどとなる。このような補助構造１８は、前述した吸気制御弁２０の駆動を制御するＥＣＵ２３で制御を合せて行うように構成しておけばよい。この場合には、ＥＣＵ２３が備えているメモリに吸気制御弁２０及び補助構造１８の駆動を制御するプログラム及びこれら制御に用いる関連データを格納する。なお、ＥＣＵ２３によって実行される吸気温度の防止のための制御については後に詳述することとする。
【００２７】
上記のように、吸気装置１Ａは吸気絞り通路１３の壁面の温度を能動的に変更する冷却・加熱部１５を更に備えているので、吸気絞り通路１３を通過する吸気の温度を能動的に調整できる。よって、吸気温度の上昇によって発生するノッキング等の問題の発生を確実に予防できる。ところで、吸気温度の過昇温を予防するという点にだけに着目した場合には、上記冷却・加熱部１５は冷却機能だけを備えていればよいことになる。しかし、エンジン２を冷間始動する時などのように外気温が低い場合には、吸気を積極的に加熱することで燃焼の促進、安定化を図ることができる。そこで、本実施例では、より望ましい形態例として温度変更手段を冷却・加熱部１５とした構造を例示している。
【００２８】
本実施例１の吸気装置１Ａは、上記のようなに吸気ポート４内に熱的に独立した吸気絞り通路１３を設け、この吸気絞り通路１３の壁面温度を変更可能とする冷却・加熱部１５を備えるので吸気を絞ったときに必要に応じて冷却できるので吸気温度の過昇温により発生する問題を確実に防止できる。また、この吸気装置１Ａは加熱機能も備えているので、必要な場合には吸気を加熱してエンジン２での燃焼を促進することもできる。
【００２９】
以下、図４〜図６を参照して、さらにエンジン２の状態に応じて吸気装置１Ａにより実行される吸気温度の上昇防止制御について説明する。この吸気温度制御は、上記ＥＣＵ２３によって実行される。図４は、ＥＣＵ２３が実行する温度制御のルーチンを示したフローチャートである。なお、一般に外気温が高いときなどの環境下では、ＫＣＳ（ノック  コントロール  システム）の遅角量を大きくするような制御がエンジン側で実行される。ここで示す制御例は、遅角量が通常より大きく変更されても、ＥＣＵ２３がこの変更に対応しながら吸気温度の過昇温を防止する場合について示している。
【００３０】
ＥＣＵ２３は、例えばエンジン２のイグニッションキーがオンされたときに図４による吸気温度の上昇抑制制御に入る。まず、ＥＣＵ２３はエンジン２の運転状態を確認する（Ｓ１１）。エンジン２の状態は、エンジン回転数、エンジン負荷、エンジンの冷却水温度などによって確認される。ＥＣＵ２３は確認したエンジンの状態に基づいて、吸気絞り通路１３の開口面積率、ＫＣＳの遅角量、吸気絞り通路１３の温度、それぞれについての設定値を求める。この設定値は、例えば図５に示す設定マップから求められる。このような設定マップはＥＣＵ２３が備えるメモリ等に予め格納されている。
【００３１】
図５（Ａ）は、吸気絞り通路の開口面積率（％）を求めるための設定マップ１を示している。この設定マップ１はエンジン負荷を示すアクセル開度（％）とエンジン回転数（ｒｐｍ）とにより定まる吸気絞り通路１３の開口面積率（％）を規定している。なお、ここでの開口面積率は、吸気絞り通路１３内の通路面積（横断面積）の開口割合である。開口面積率は、前述した吸気制御弁２０の位置（立上り度合或いは絞り度合い）により変化する。すなわち、図２（Ａ）の全閉状態のときには開口面積率が最も小さく、（Ｃ）の全開状態のときには開口面積率が最も大きい。なお、前述したように吸気制御弁２０はＥＣＵ２３によって駆動制御されている。
【００３２】
また、図５（Ｂ）は、ＫＣＳの遅角量（℃Ａ）を求めるための設定マップ２を示している。この設定マップ２はアクセル開度（％）とエンジン回転数（ｒｐｍ）とによる標準的なＫＣＳの遅角量を規定している。さらに、図５（Ｃ）は、吸気絞り通路温度（℃）を求めるための設定マップ３を示している。この設定マップ２はエンジン負荷を示すアクセル開度（％）とエンジン回転数（ｒｐｍ）とにより標準的な吸気絞り通路１３の温度を規定している。
【００３３】
ＥＣＵ２３は、ステップ１１（Ｓ１１）で図５の設定マップに基づいて、吸気絞り通路の開口面積率に関する設定値１、ＫＣＳ遅角量に関する設定値２及び吸気絞り通路の温度に関する設定値３を取得する。そして、次のステップ１２（Ｓ１２）で、実際のＫＣＳ遅角量と設定値２とを比較する。ここで実際のＫＣＳ遅角量が設定値２よりも大きい場合には、例えば外気温が通常よりも高く吸気温度が上昇傾向にありエンジン２側の制御で通常より遅角量を大きくする制御が実行されたと想定される。そこで、ＥＣＵ２３はステップ１２で実際のＫＣＳ遅角量が設定値２以上であると判断した場合（Ｙｅｓの場合）には、遅角量差（ＫＣＳ遅角量−設定値２）を求める。この遅角量差から吸気絞り通路についての温度設定値３を補正するための補正値αを求める（Ｓ１３）。この補正値αは、標準的な設定値３よりもどの程度、吸気絞り通路１３の温度を下げる必要があるかを示すものとなる補正値αを求めるためのデータは、例えば図６に示すようなものであり、（ＫＣＳ遅角量−設定値２）値に対して所定の補正値αが求められるように予め準備したデータである。このようなデータはＥＣＵ２３が備えるメモリに予め格納されている。
【００３４】
ＥＣＵ２３は、設定値３と補正値αとから吸気絞り通路の温度について補正した設定値４を求める（Ｓ１５）。すなわち、設定値４と設定値３との関係は、設定値４＝設定値３−補正値αとなる。そして、ＥＣＵ２３は吸気絞り通路の開口面積率を設定値１、また吸気絞り通路１３の温度を設定値４とする制御を実行する（Ｓ１６）。より具体的には、ＥＣＵ２３は、吸気絞り通路の開口面積率を設定値１として、吸気絞り通路１３が設定値４の温度に維持されるように冷却・加熱部１５の駆動を制御する。ここでＥＣＵ２３は冷却・加熱部１５が冷熱媒体通路である場合には冷熱媒体の流通を制御し、冷熱素子である場合には通電を制御して、吸気絞り通路１３の壁面温度が設定値４の温度となるように冷却する。
【００３５】
一方、上記ステップ１２で、実際のＫＣＳ遅角量が設定値２未満であるとＥＣＵ２３が判断した場合（Ｎｏの場合）には、外部環境が標準的でありエンジン２側でも通常の遅角制御を実行していると判断できる。よって、この場合にはＥＣＵ２３はステップ１１で求めた吸気絞り通路の開口面積率を設定値１として、冷却・加熱部１５を制御して吸気絞り通路１３の温度を設定値３に調整する（Ｓ１４）。
【００３６】
以上の説明から明らかなように、本実施例１の吸気装置１Ａは、吸気絞り通路１３の壁面温度を変更できる冷却・加熱部１５を備えているので、吸気温度の上昇を確実に防止できる。さらに、吸気装置１Ａは外気温度が高いなどの環境でエンジンの遅角制御が変更された場合でも、これに応じた補正を行って吸気温度の上昇を防止できる。このように、吸気装置１Ａは吸気制御弁２０で絞った後の温度上昇を確実に防止できるので、流速を落とすことなく吸気をエンジン２へ供給できる。よって、吸気装置１Ａが適用されたエンジン２は、運転状態や環境変化にも対応してノッキングや吸気充填効率の低下を予防しながら、燃焼促進を図ることができる。
【００３７】
なお、図４で示しているフローチャートは、一例としてＫＣＳ遅角量が通常より大きく変更されたときに、ＥＣＵ２３がこれに対応して吸気温度の上昇防止を行う場合について示している。しかし、ＫＣＳ遅角量に配慮しない場合には、ＥＣＵ２３による温度制御はよりシンプルなものとなる。すなわち、図４においてＥＣＵ２３はステップ１１で吸気絞り通路の開口面積率に係る設定値１及び吸気絞り通路温度に係る設定値３を設定する。この後に、ＥＣＵ２３はステップ１４で吸気絞り通路１３の開口面積率を設定値１として、冷却・加熱部１５を制御して吸気絞り通路の温度を設定値３に調整する。
【００３８】
（変形例）
図７及び図８は実施例１の変形例について示した図である。図４はＫＣＳ遅角量が変更された場合に対応して吸気温度の上昇防止を行うように構成した吸気装置について示している。この変形例は温度、気圧等の大気状態変化に対応して吸気温度の上昇防止を行うように形成した吸気装置である。図７は、変形例の吸気装置１ＡのＥＣＵ２３が実行する温度制御のルーチンを示したフローチャートである。
【００３９】
図７で、ＥＣＵ２３はエンジン２の運転状態を確認する（Ｓ２１）。ＥＣＵ２３は確認したエンジンの状態に基づいて、吸気絞り通路の開口面積率及び温度についての設定値を求める。このステップ２１での処理は、ＫＣＳの遅角量についての設定値を求めていない点を除いてステップ１１と同様である。
【００４０】
ＥＣＵ２３はステップ２１で大気状態（気温、気圧など）に基づいて、吸気絞り通路温度１３の温度設定値３を補正するための補正値βを求める（Ｓ２２）。補正値βを求めるためのデータは、例えば図８に示すようなものであり、大気温度、気圧に対して所定の補正値βが求められるように予め準備したデータである。このようなデータもＥＣＵ２３が備えるメモリに予め格納されている。なお、図示は省略するが、本変形例の場合には温度センサ、気圧センサが更に配置されており、これらセンサからの信号がＥＣＵ２３へ供給されている。
【００４１】
ＥＣＵ２３は、設定値３と補正値βから吸気絞り通路１３の温度について補正した設定値５を求める（Ｓ２３）。すなわち、設定値５と設定値３との関係は、設定値５＝設定値３−補正値βとなる。そして、ＥＣＵ２３は吸気絞り通路の開口面積率を設定値１、また吸気絞り通路１３の温度を設定値５に制御する（Ｓ２４）。ＥＣＵ２３は、吸気絞り通路の開口面積率を設定値１として、吸気絞り通路１３が設定値５の温度に維持されるように冷却・加熱部１５の駆動を制御する。外気温度が高い場合や気圧が高い場合には、吸気絞り通路の温度が通常より高くなる傾向がある。これとは逆に、外気温度が低い場合や気圧が低い場合には、吸気絞り通路の温度が通常より低くなる傾向がある。よって、ＥＣＵ２３は、エンジン２が置かれる環境変化に応じて、冷却・加熱部１５を最適に制御して冷却、加熱を行って吸気温度を好ましい範囲に維持する。よって、この変形例による吸気装置１Ａは吸気温度の上昇を予防してノッキングを抑制するだけなく、環境条件の変化にも対応しながらエンジンの燃焼促進を図ることができる。
【００４２】
上記実施例１で、仕切板１０を別体にて形成する場合には、断熱性の高い部材を用いて形成してもよい。この場合には第１吸気通路１１と第２吸気通路１２と間での熱伝達も抑制できる。吸気通路内を全閉状態或いは半開状態としたときには、流速の速い吸気が第１吸気通路１１を流れることになる。このときに第１吸気通路１１を第２吸気通路１２とも熱的に独立した構造にとしておくと更に精度のよい温度制御を行える。また、仕切板１０にも上記冷却・加熱部１５を配設しもよい。
【実施例２】
【００４３】
さらに、図９から図１３を参照して実施例２に係る吸気装置１Ｂについて説明する。この吸気装置１Ｂは前述した実施例１の吸気装置１Ａと比較すると、温度変更手段となる冷却・加熱部１５を備えていない簡素化した構造となっている。よって、ここでの説明では実施例１について示した図１を流用すると共に、同一の部位には同じ符号を付すことで重複する説明を省略する。
【００４４】
図９は、吸気ポート４の上流側開口の構成を詳細に示した図であり、（Ａ）は図１でのＡ−Ａ矢視方向（下流方向）へ見た吸気ポート４の開口部側の断面構成図、同（Ｂ）は（Ａ）でのＣ−Ｃ矢視での断面構成図である。吸気装置１Ｂの吸気ポート４の開口側は、前述したように冷却・加熱部１５を備えていない。熱伝達性を備えた吸気絞り通路１３が断熱層１４を介して吸気ポート４内に嵌め込まれた構造である。断熱層１４は、実施例１の場合と同様に、ゴム、プラスチック等の熱伝導性の低い部材を間に介在させることにより、また空気層或いは真空層を設けることにより断熱構造を実現している。
【００４５】
このように、吸気の温度が上昇し易い吸気ポート４内に熱的に独立した吸気絞り通路１３を設けるだけでも、吸気ポート４からの受熱を防止して吸気の温度上昇を防止する構造となる。このように実施例１より簡素化させた構造でも断熱層１４が温度上昇防止手段として機能するので吸気の過昇温を防止できる。前述したように、吸気制御弁２０が閉じられて吸気が絞られる部分では流速が速くなり熱伝達率が増加する。吸気絞り通路１３がこの吸気絞り部分に相当するので、ここで吸気ポート４から受熱すると吸気温度が急激に上昇しまうことになる。しかし、図９で示す構造は、吸気絞り通路１３が吸気ポート４内で熱的に独立しているので、吸気ポート４側から受熱して昇温してしまうという事態を防止できる。よって、吸気絞り通路１３及び断熱層１４を備えていない構造と比較してノッキング等の発生を予防できる。また、吸気絞り通路１３を流す吸気の流速を減少させる必要がないので、この吸気装置１Ｂを適用したエンジン２はノッキングや吸気充填効率の低下を防止しながら燃焼促進を図ることができる。
【００４６】
さらに、図１０〜図１３を参照して、エンジン２の状態に応じて吸気装置１Ｂが実行する吸気温度の上昇防止制御について説明する。図１０は、ＥＣＵ２３が実行する温度制御のルーチンを示したフローチャートである。なお、このフローチャートは実施例１の場合と同様に、エンジン側でＫＣＳの遅角量を大きくするような制御が実行された場合にも対応しながら吸気温度の上昇防止を行う場合について示している。
【００４７】
図１０を参照して説明する。ＥＣＵ２３は、例えばエンジン２のイグニッションキーがオンされたときに吸気温度の上昇抑制制御に入る。まず、ＥＣＵ２３はエンジン２の運転状態を確認する（Ｓ３１）。ＥＣＵ２３は確認したエンジンの状態に基づいて、吸気絞り通路の開口面積率、ＫＣＳの遅角量それぞれについての設定値を求める。この設定値は、実施例１で例示した図５の設定マップと同様である。図５では３個の設定マップを示すが、この実施例２では（Ａ）の設定マップ１と（Ｂ）の設定マップ２とから設定値を得る。
【００４８】
すわわち、ＥＣＵ２３は、ステップ１１（Ｓ３１）で図５（Ａ）、（Ｂ）の設定マップに基づいて、吸気絞り通路の開口面積率に関する設定値１及びＫＣＳ遅角量に関する設定値２を取得する。そして、次のステップ３２（Ｓ３２）で、実際のＫＣＳ遅角量と設定値２とを比較する。ＥＣＵ２３はステップ３２で実際のＫＣＳ遅角量が設定値２以上であると判断した場合（Ｙｅｓの場合）には、遅角量差（ＫＣＳ遅角量−設定値２）を求める。
【００４９】
この遅角量差から吸気絞り通路の開口面積率の設定値１を補正するための補正値γを求める（Ｓ３３）。この補正値γは、標準的な設定値１よりどの程度、吸気絞り通路１３の開口面積率を上げる必要があるかを示すものとなる。なお、この補正は、吸気制御弁２０を標準状態より開く（寝かせる）ことで吸気が流れ易く調整していることになる。吸気を通路内をスムーズに流すことで吸気絞り通路１３の温度を下げることができる。補正値γを求めるためのデータは、例えば図１１に示すようなものであり、（ＫＣＳ遅角量−設定値２）値に対して所定の補正値γが求められるように予め準備したデータである。
【００５０】
ＥＣＵ２３は、設定値１と補正値γとから吸気絞り通路１３の開口面積率について補正した設定値６を求める（Ｓ３５）。すなわち、設定値６と設定値１との関係は、設定値６＝設定値１＋補正値γとなる。そして、ＥＣＵ２３は吸気絞り通路の開口面積率を設定値１より大きな設定値６に制御する（Ｓ３６）。
【００５１】
一方、上記ステップ３２で、実際のＫＣＳ遅角量が設定値２未満であるとＥＣＵ２３が判断した場合（Ｎｏの場合）には、標準的な外部環境でありエンジン2側でも通常の遅角制御を実行していると判断できる。よって、この場合にはＥＣＵ２３はステップ３１で求めた気絞り通路の開口面積率を設定値１に制御する（Ｓ３４）。
【００５２】
以上の説明から明らかなように、実施例２の吸気装置１Ｂは実施例１の吸気装置１Ａよりも構成を簡素化した構造であるが、吸気制御弁２０の直後に断熱層１４で囲んだ吸気絞り通路１３に吸気を流す構造であるので温度上昇を防止できる。よって、流速を落とすことなく吸気をエンジン２に供給できる。よって、吸気装置１Ｂが適用されたエンジン２についても、運転状態や環境変化にも対応してノッキング等を予防しながら燃焼促進を図ることができる。
【００５３】
（変形例）
図１２及び図１３は実施例２の変形例について示した図である。図１０はＫＣＳ遅角量が変更された場合に対応して吸気温度の上昇防止を行うように構成した吸気装置について示していた。この変形例は温度、気圧等の大気状態変化に対応して吸気温度の上昇防止を行うように形成した吸気装置である。図１２は、変形例の吸気装置１ＢのＥＣＵ２３が実行する温度制御のルーチンを示したフローチャートである
【００５４】
図１２で、ＥＣＵ２３はエンジン２の運転状態を確認する（Ｓ４１）。ＥＣＵ２３は確認したエンジンの状態に基づいて、吸気絞り通路１３の開口面積率についての設定値１を求める。
【００５５】
ＥＣＵ２３はステップ４１で大気状態（気温、気圧など）に基づいて、吸気絞り通路の開口面積率の設定値１を補正するための補正値δを求める（Ｓ４２）。この補正値δを求めるためのデータは、例えば図１３に示すようなものであり、大気温度、気圧に対して所定の補正値δが求められるように予め準備したデータである。なお、本変形例の場合にも温度センサ、気圧センサが更に配置されており、これらセンサからの信号がＥＣＵ２３へ供給されている。
【００５６】
ＥＣＵ２３は、設定値１と補正値δから吸気絞り通路の開口面積率について補正した設定値７を求める（Ｓ４３）。すなわち、設定値７と設定値１との関係は、設定値７＝設定値１＋補正値δとなる。そして、ＥＣＵ２３は吸気絞り通路１３の開口面積率を設定値７として制御する（Ｓ４４）。よって、ＥＣＵ２３は、エンジン２が置かれる環境変化に応じて、吸気絞り通路の開口面積率を調整して好ましい範囲に補正する。よって、この変形例による吸気装置１Ｂは吸気温度の上昇を予防してノッキング等を抑制するだけなく、環境条件の変化にも対応してエンジンの燃焼促進を図ることができる。
【実施例３】
【００５７】
さらに、図１４及び図１５を参照して実施例３に係る吸気装置１Ｃについて説明する。図１４は、内燃機関の吸気系に組込まれた実施例３に係る吸気装置１Ｃについて示した図であり、（Ａ）は側部構成、（Ｂ）は通路内の様子を示した図である。この吸気装置１Ｃは上側の第１吸気通路１１内面に断熱層３０が付設されている。この断熱層３０は、例えばゴム、プラスチック等の熱伝導性の低い材料を吸気ポート４及び仕切板１０に付設した構造してもよい。また、空気層或いは真空層を設けることによって断熱構造を実現してもよい。この吸気装置１Ｃにおける仕切板１０は、前述した実施例１、２の場合と比較すると長めに配設されており、吸気ポート４内の大部分が第１吸気通路１１と第２吸気通路１２とに分割された構造になっている。
【００５８】
この仕切板１０の上流側には、吸気制御弁４０が設けられている。この吸気制御弁４０は、前述した吸気制御弁２０とは異なり、仕切板１０の上流端部を支軸４１として回動し、吸気ＡＧの流れを第１吸気通路１１と第２吸気通路１２とに切換できるように形成されている。吸気制御弁４０は支軸４１に接続したアクチュエータ４２によって駆動される。このアクチュエータ４２はＥＣＵ４３によって制御されている。吸気制御弁４０の第１吸気通路１１側についても断熱層３０を付加した構造を採用してもよい。
【００５９】
この吸気装置１Ｃは、吸気ＡＧを絞る吸気制御弁４０の下流側に温度上昇防止手段として機能する断熱した第１吸気通路１１を備える。よって、吸気制御弁４０を制御して吸気を第１通路側に流すことで温度上昇を確実に防止できる。よって、断熱した吸気通路を備えていない構造と比較して吸気温度の上昇によって発生する問題を予防できる。また、第１吸気通路１１を流すときには吸気の流速を減少させる必要がないので、この吸気装置１Ｃを適用したエンジン２はノッキング等の発生を防止しながら燃焼促進を図ることができる。
【００６０】
なお、この吸気装置１Ｃであれば、吸気を冷却したくないときに第１吸気通路１１を利用することで過冷却を防止することもできる。そして、断熱する必要がない吸気を流すときに第２吸気通路１２を使用するようにすればよい。
【００６１】
さらに、図１５を参照して、エンジンの状態に応じて吸気装置１Ｃが実行する吸気温度の制御について説明する。図１５は、ＥＣＵ４３が実行する温度制御のルーチンを示したフローチャートである。なお、このフローチャートは環境変化に応じて吸気制御弁４０を駆動制御し、第１吸気通路１１と第２吸気通路１２とに切換えて吸気ＡＧを流す場合について例示している。そのため、図１４で示すように、ＥＣＵ４３には大気圧を測定する気圧センサ４５、外気温を測定する温度センサ４６、エンジン温度を測定する油水温センサ４７及び吸気温度を測定する吸気温センサ４８から検出信号が供給されている。
【００６２】
ＥＣＵ４３は、例えばエンジン２のイグニッションキーがオンされたときに吸気温度の制御に入る。まず、ＥＣＵ４３は各センサからの信号を順に確認する。すなわち、大気圧を確認し（Ｓ５１）、外気温を確認し（Ｓ５２）、エンジンの状態を知るために油水温を確認し（Ｓ５３）する。そして、さらに現在の吸気温度を確認する（Ｓ５４）。
【００６３】
ＥＣＵ４３は、上記各ステップ５１〜５４により、外部環境及びエンジンの状態を確認し、次のステップ５５で吸気温度が標準値より高いか、否かを確認する。ここでの標準値は、例えば図１５に図示するような吸気温度の標準値マップから求められる値で、大気圧、外気温に応じてエンジン回転数（ｒｐｍ）とアクセル開度（％）とから定まるものである。
【００６４】
ＥＣＵ４３は、ステップ５５で検出している吸気温度が標準値より高いと判断した場合（Ｙｅｓ）の場合には、断熱されている第１吸気通路１１に吸気を流すように吸気制御弁４０を制御する。これとは逆に、吸気温度が標準値以下であると判断した場合（Ｎｏ）の場合には、断熱されていない第２吸気通路１２に吸気を流すように吸気制御弁４０を制御する。
【００６５】
以上の説明から明らかなように、実施例３の吸気装置１Ｃでは吸気制御弁４０の直後に断熱層３０で囲んだ第１吸気通路１１に吸気を流すことができる構造であるので温度上昇を防止できる。よって、流速を落とすことなく吸気をエンジン２に供給できる。よって、吸気装置１Ｃが適用されたエンジン２についても、運転状態や環境変化にも対応してノッキング等の発生予防しながら燃焼促進を図ることができる。
【００６６】
なお、図１５は吸気温度の上昇防止をする場合のフローチャートを例示するが、外気温が一定値以下の場合で吸気の温度を下げたくないような場合には、第１吸気通路１１側に吸気を流す制御を実行することで過冷却にも対処できる吸気装置となる。
【００６７】
以上説明した実施例の吸気装置１Ａ〜１Ｃによると、吸気制御弁２０の下流に吸気温度の上昇を防止する温度上昇防止手段を備えているので、吸気制御弁によって絞られた吸気が通過するときに温度上昇するのを防止できる。
【００６８】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】内燃機関の吸気系に組込まれた実施例１に係る吸気装置１Ａについて示した図である。
【図２】吸気制御弁の一連の動作をまとめて示した図である。
【図３】吸気ポートの上流側開口の構成を詳細に示した図であり、（Ａ）は図１でのＡ−Ａ矢視方向へ見た吸気ポートの開口部側の断面構成図、（Ｂ）は（Ａ）でのＢ−Ｂ矢視での断面構成図である。
【図４】吸気装置１ＡのＥＣＵが実行する温度制御のルーチンを示したフローチャートである。
【図５】吸気絞り通路の開口面積率、ＫＣＳの遅角量、吸気絞り通路の温度について設定値を求めるための設定マップの例を示した図である。
【図６】温度設定値を補正するための補正値αについて示した図である。
【図７】変形例の吸気装置１ＡのＥＣＵが実行する温度制御のルーチンを示したフローチャートである。
【図８】温度設定値を補正するための補正値βについて示した図である。
【図９】実施例２に係る吸気装置１Ｂについて示した図であり、（Ａ）は図１でのＡ−Ａ矢視方向へ見た吸気ポートの開口部側の断面構成図、（Ｂ）は（Ａ）でのＣ−Ｃ矢視での断面構成図である。
【図１０】吸気装置１ＢのＥＣＵが実行する温度制御のルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】開口面積率の設定値を補正するための補正値γについて示した図である。
【図１２】変形例の吸気装置１ＢのＥＣＵが実行する温度制御のルーチンを示したフローチャートである。
【図１３】開口面積率の設定値を補正するための補正値δについて示した図である。
【図１４】実施例３に係る吸気装置１Ｃについて示した図であり、（Ａ）は側部構成、（Ｂ）は吸気通路内の様子を示した図である。
【図１５】吸気装置１ＣのＥＣＵが実行する温度制御のルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ          吸気装置
２                        エンジン
３                        インテークマニホルド
４                        吸気ポート
１０                      仕切板
１１                      第１吸気通路
１２                      第２吸気通路
１３                      吸気絞り通路
１４、３０                断熱層
１５                      冷却・加熱部（温度変更手段）
２０、４０                吸気制御弁
２２、４２                アクチュエータ
２３、４３                ＥＣＵ
ＡＧ                      吸気流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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