(57)【要約】      （修正有）【課題】スワール流の強化時に吸気を冷却することによるメリット（例えば、ノックの抑制）を享受しつつ、吸気ポートの壁面へのデポジットの堆積を抑制できるようにした内燃機関を提供する。【解決手段】ＬＴ冷却水流路を含むＬＴ冷却水循環システムと、ＨＴ冷却水流路を含むＬＴ冷却水循環システムと、共通の燃焼室４０に接続される第１分岐ポート部２６ａと第２分岐ポート部２６ｂとを含む吸気ポート２６と、第１分岐ポート部２６ａから燃焼室４０への吸気の流入を制限することによって、シリンダ内に生成されるスワール流を強化可能に構成されたＳＣＶ３０とを備える。第１ＬＴ冷却水流路２０は、第２分岐ポート部２６ｂの周囲を覆うウォータジャケット５０を含む。【選択図】図５
2016217239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水の温度が異なる２系統の冷却水循環システムのうちの１つであって、内燃機関に形成された低温冷却水流路を含み、前記低温冷却水流路に低温の冷却水を循環させる低温系冷却水循環システムと、
前記２系統の冷却水循環システムのうちの１つであって、前記内燃機関に形成された高温冷却水流路を含み、前記高温冷却水流路に高温の冷却水を循環させる高温系冷却水循環システムと、
共通の燃焼室に接続される第１分岐ポート部と第２分岐ポート部とを含む吸気ポートと、
前記第１分岐ポート部から前記燃焼室への吸気の流入を制限することによって、シリンダ内に生成されるスワール流を強化可能に構成されたスワール制御機構と、
を備え、
前記低温冷却水流路は、前記吸気ポートの中心軌道と垂直な断面で前記吸気ポートを見た場合に前記吸気ポートの周囲の一部を覆うように設けられたウォータジャケットを含み、
前記ウォータジャケットは、前記吸気ポートを前記断面で見た場合に、前記スワール制御機構によって前記第１分岐ポート部から前記燃焼室への吸気の流入が制限されたときに、前記吸気ポート内で吸気流量が相対的に多くなる部位の周囲を覆うように設けられていることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記スワール制御機構は、前記第１分岐ポート部内の吸気流路を開閉するスワールコントロールバルブを含み、
前記内燃機関は、排気通路から吸気通路に還流する再循環排気ガスが流れる排気ガス再循環通路をさらに備え、
前記排気ガス再循環通路は、前記スワールコントロールバルブよりも下流側において前記第１分岐ポート部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記スワール制御機構は、前記第１分岐ポート部内の吸気流路を開閉するスワールコントロールバルブを含み、
前記内燃機関は、ブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流通路をさらに備え、
前記ブローバイガス還流通路は、前記スワールコントロールバルブよりも下流側において前記第１分岐ポート部に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記ウォータジャケットは、前記第２分岐ポート部の周囲を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関に係り、特に、冷却水が流れる流路が形成されたシリンダヘッドを備えるとともにシリンダ内にスワール流が生成される内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のシリンダヘッドには、冷却水が流れる流路が形成されている。特許文献１には、吸気ポート内の空気を十分に冷却するために、シリンダヘッド内の吸気ポート周辺を冷却する冷却水が循環する第１冷却水回路を、シリンダブロックおよびシリンダヘッド内の排気ポート周辺を冷却する冷却水が循環する第２冷却水回路とは独立して設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１３３７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、共通の燃焼室に接続される第１分岐ポート部と第２分岐ポート部とを有する吸気ポートと、第１分岐ポート部から燃焼室への吸気の流入を制限することによってシリンダ内に生成されるスワール流を強化可能に構成されたスワール制御機構とを備える内燃機関が知られている。このようなスワール制御機構によって第１分岐ポート部から燃焼室への吸気の流入が制限されると、吸気ポートの中心軌道と垂直な断面で見た場合に、吸気ポートの内部には吸気流量が相対的に少なくなる部位が生じる。また、吸気の流入の上記制限が吸気の流入を停止するという態様であった場合には、吸気ポートの内部には、上記断面で見た場合に、吸気が流れない部位が生じ得る。これらの部位においては、吸気が滞留し易くなる。
【０００５】
吸気ポートを流れる吸気には、上流から流入する蒸発燃料、ブローバイガスおよびＥＧＲガス等が含まれ得る。また、吸気バルブの開閉時にシリンダ内から吸気ポートに吹き戻される吸気には、未燃ガスおよびシリンダ内の残留ガス（既燃ガス）が含まれている。このため、特別な配慮なしに吸気ポートが冷却されるようになっていると、吸気ポート内に滞留するガスの一部が、吸気ポートの壁面にデポジットとして堆積し易くなる。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、スワール流の強化時に吸気を冷却することによるメリット（例えば、ノックの抑制）を享受しつつ、吸気ポートの壁面へのデポジットの堆積を抑制できるようにした内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る内燃機関は、低温系冷却水循環システムと、高温系冷却水循環システムと、吸気ポートと、スワール制御機構とを備える。低温系冷却水循環システムは、冷却水の温度が異なる２系統の冷却水循環システムのうちの１つであって、内燃機関に形成された低温冷却水流路を含み、前記低温冷却水流路に低温の冷却水を循環させる。高温系冷却水循環システムは、前記２系統の冷却水循環システムのうちの１つであって、前記内燃機関に形成された高温冷却水流路を含み、前記高温冷却水流路に高温の冷却水を循環させる。吸気ポートは、共通の燃焼室に接続される第１分岐ポート部と第２分岐ポート部とを含む。スワール制御機構は、前記第１分岐ポート部から前記燃焼室への吸気の流入を制限することによって、シリンダ内に生成されるスワール流を強化可能に構成されている。前記低温冷却水流路は、前記吸気ポートの中心軌道と垂直な断面で前記吸気ポートを見た場合に前記吸気ポートの周囲の一部を覆うように設けられたウォータジャケットを含む。前記ウォータジャケットは、前記吸気ポートを前記断面で見た場合に、前記スワール制御機構によって前記第１分岐ポート部から前記燃焼室への吸気の流入が制限されたときに、前記吸気ポート内で吸気流量が相対的に多くなる部位の周囲を覆うように設けられている。
【０００８】
前記スワール制御機構は、前記第１分岐ポート部内の吸気流路を開閉するスワールコントロールバルブを含むものであってもよい。前記内燃機関は、排気通路から吸気通路に還流する再循環排気ガスが流れる排気ガス再循環通路をさらに備えるものであってもよい。このような構成では、前記排気ガス再循環通路は、前記スワールコントロールバルブよりも下流側において前記第１分岐ポート部に接続されていることが好ましい。
【０００９】
前記スワール制御機構は、前記第１分岐ポート部内の吸気流路を開閉するスワールコントロールバルブを含むものであってもよい。前記内燃機関は、ブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流通路をさらに備えるものであってもよい。このような構成では、前記ブローバイガス還流通路は、前記スワールコントロールバルブよりも下流側において前記第１分岐ポート部に接続されていることが好ましい。
【００１０】
前記ウォータジャケットは、前記第２分岐ポート部の周囲を覆うように形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、スワール制御機構によって第１分岐ポート部から燃焼室への吸気の流入が制限されるときに、吸気ポートの中心軌道と垂直な断面で前記吸気ポートを見た場合に、吸気ポート内で吸気流量が相対的に多くなる部位に対して、吸気冷却のためのウォータジャケットが設けられる。このため、上記の吸気の流入制限によって吸気流量が相対的に少なくなる部位もしくは吸気が流れない部位、すなわち、吸気が滞留し易くなっている部位において、ブローバイガス等を含み得る吸気が冷却されにくくすることができる。このため、吸気ポートの壁面にデポジットが堆積するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１のエンジンのシステム構成を模式的に表した図である。
【図２】図１中に示すＡ−Ａ線で切断したシリンダヘッドの断面図である。
【図３】図１に示す吸気ポートおよび第１ＬＴ冷却水流路を吸気側上方から透視して描いた斜視図である。
【図４】図１に示す吸気ポートおよび第１ＬＴ冷却水流路を、吸気ポートの分岐ポート部内の吸気の流れの上流側から透視して描いた斜視図である。
【図５】実施の形態１における吸気ポート周りの構成を表した模式図である。
【図６】本発明の実施の形態２における吸気ポート周りの構成を説明するための模式図である。
【図７】本発明におけるＳＣＶの他の構成例を模式的に表した斜視図である。
【図８】図７に示すエンジンにおいて吸気ポートの周囲を覆うウォータジャケットの配置部位を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、特に明示する場合を除き、構成部品の構造や配置、処理の順序などを下記のものに限定する意図はない。本発明は以下に示す実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００１４】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について図１〜図５を用いて説明する。実施の形態１の前提として、内燃機関（以下、「エンジン」と略する）は火花点火式の水冷式直列３気筒エンジンであるとする。この前提は後述する実施の形態２等にも適用される。ただし、本発明におけるエンジンの気筒数、気筒配置および着火方式は特に限定されない。また、エンジンを冷却するための冷却水は、エンジンとラジエータとの間を循環システムによって循環させられる。冷却水の供給は、シリンダブロックとシリンダヘッドの両方に対して行われる。
【００１５】
［エンジンのシステム構成］
図１を参照して、本発明の実施の形態１のエンジン１０のシステム構成について説明する。図１に示すエンジン（内燃機関）１０は、シリンダブロック１２と、シリンダブロック１２上に図示しないガスケットを介して取り付けられるシリンダヘッド１４とを備える。
【００１６】
実施の形態１のエンジン冷却システムは、２系統の循環システム１６，１８を備える。２系統の冷却水循環システム１６,１８はともに独立した閉ループであり、循環する冷却水の温度を異ならせることができる。以下、相対的に低温の冷却水が循環する冷却水循環システム１６をＬＴ冷却水循環システムと称し、相対的に高温の冷却水が循環する冷却水循環システム１８をＨＴ冷却水循環システムと称する。ＨＴ冷却水循環システム１８は、シリンダブロック１２の主たる冷却を担当する。一方、ＬＴ冷却水循環システム１６は、シリンダブロック１２と比べて冷却負荷の小さな吸気ポート２６の冷却を主に担当する。なお、ＬＴはLow Temperatureの略であり、ＨＴはHigh Temperatureの略である。また、図示しない水温センサや水温調整のためのサーモスタットが備えられる場合がある。
【００１７】
ＬＴ冷却水循環システム１６は、シリンダヘッド１４の内部に形成された第１ＬＴ冷却水流路２０と、シリンダブロック１２の内部に形成された第２ＬＴ冷却水流路２２とを含む。シリンダヘッド１４には第１ＬＴ冷却水流路２０に連通する冷却水入口が形成されている。シリンダヘッド１４の第１ＬＴ冷却水流路２０とシリンダブロック１２の第２ＬＴ冷却水流路２２とは、シリンダヘッド１４とシリンダブロック１２との合わせ面３８（図２参照）に形成された開口を介して接続されている。第２ＬＴ冷却水流路２２の冷却水出口はシリンダブロック１２に形成されている。シリンダヘッド１４の冷却水入口はＬＴ冷却水導入管１６ｃによってＬＴラジエータ１６ａの冷却水出口に接続され、シリンダブロック１２の冷却水出口はＬＴ冷却水排出管１６ｄによってＬＴラジエータ１６ａの冷却水入口に接続されている。ＬＴ冷却水導入管１６ｃにはＬＴウォータポンプ１６ｂが設けられている。
【００１８】
ＨＴ冷却水循環システム１８は、シリンダブロック１２の内部に形成されたＨＴ冷却水流路２４を含む。シリンダブロック１２のＨＴ冷却水流路２４は各シリンダの周囲を覆うウォータジャケットを含む。また、シリンダブロック１２にはＨＴ冷却水流路２４につながる冷却水入口と冷却水出口とが形成されている。ＨＴ冷却水流路２４の冷却水入口はＨＴ冷却水導入管１８ｃによってＨＴラジエータ１８ａの冷却水出口に接続され、ＨＴ冷却水流路２４の冷却水出口はＨＴ冷却水排出管１８ｄによってＨＴラジエータ１８ａの冷却水入口に接続されている。ＨＴ冷却水導入管１８ｃにはＨＴウォータポンプ１８ｂが設けられている。
【００１９】
シリンダヘッド１４には、エンジン１０の吸気通路の一部である吸気ポート２６がシリンダ毎に形成されている。吸気ポート２６周りの第１ＬＴ冷却水流路２０の配置は、本実施形態の特徴部分であるため、図２〜５を参照して後で詳述する。
【００２０】
ＬＴウォータポンプ１６ｂは一例として電動式であり、ＨＴウォータポンプ１８ｂは一例としてクランク軸（図示省略）のトルクによって駆動されるものであるとする。ＬＴウォータポンプ１６ｂは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２８に電気的に接続されており、ＥＣＵ２８からの指令に従って駆動される。ＥＣＵ２８は、少なくとも入出力インターフェースとメモリと演算処理装置（ＣＰＵ）とを備え、上述した冷却システムだけでなく、エンジン１０のシステム全体の制御を行うものである。
【００２１】
ＥＣＵ２８には、シリンダ内にスワール流（横旋回流）の強さを制御するためのスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）３０を回転駆動するための電動モータ６４（図５参照）等のエンジン１０の運転を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＳＣＶ３０に関しては、図５を参照して後に詳述する。さらに、ＥＣＵ２８には、吸入空気流量を計測するエアフローメータ（ＡＦＭ）３２、および、エンジン回転速度を取得するためのクランク角センサ（ＣＡ）３４等のエンジン１０の運転状態を検知するための各種センサが接続されている。
【００２２】
［シリンダヘッドの内部構成］
図２は、図１中に示すＡ−Ａ線で切断したシリンダヘッド１４の断面図である。本明細書では、図１に示すように、クランク軸の軸方向をシリンダヘッド１４の長手方向と定義する。シリンダヘッド１４のＡ−Ａ断面は、シリンダヘッド１４の吸気バルブ挿入孔３６の中心軸を含み、かつ長手方向に垂直な断面である。図２中に示す符号Ｌ１は、吸気ポート２６の中心軌道を示している。
【００２３】
図２に示すように、シリンダヘッド１４の下面にあたるシリンダブロック合わせ面３８には、ペントルーフ形状を有する燃焼室４０が形成されている。燃焼室４０は、シリンダヘッド１４がシリンダブロック１２に組み付けられたときに、シリンダを上方から閉塞して閉空間を構成する。なお、エンジン１０は直列３気筒であるので、３気筒分の３つの燃焼室４０がシリンダヘッド１４の長手方向に等間隔に並んで形成されている。
【００２４】
燃焼室４０の一方の傾斜面（ルーフ）には、吸気ポート２６が開口している。吸気ポート２６と燃焼室４０との接続部分、つまり、吸気ポート２６の燃焼室側（出口側）の開口端は、吸気バルブ５８（図５参照）によって開閉される吸気口となっている。吸気バルブ５８は気筒毎に２つ設けられているため、燃焼室４０には吸気ポート２６の２つの吸気口が形成される。吸気ポート２６の入口は、シリンダヘッド１４の一方の側面に開口している。
【００２５】
吸気ポート２６内の吸気の流路は、途中で２つに分岐している。ここでは、分岐後の吸気ポート２６の部位を、第１分岐ポート部２６ａと第２分岐ポート部２６ｂと称する。第１分岐ポート部２６ａと第２分岐ポート部２６ｂとは、シリンダヘッド１４の長手方向に並んで配置されており、各分岐ポート部が共通の燃焼室４０に形成された吸気口にそれぞれつながっている。図２には、第２分岐ポート部２６ｂが描かれている。
【００２６】
シリンダヘッド１４には、吸気バルブ挿入孔３６が吸気バルブ５８のステムを通すために形成されている。シリンダヘッド１４の上面であって、ヘッドカバー取り付け面４２の内側には、吸気バルブ５８を動作させる動弁機構を収容する吸気側動弁機構室４４が設けられている。なお、燃焼室４０の他方の傾斜面（ルーフ）には、排気ポート４６が開口している。排気ポート４６と燃焼室４０との接続部分、つまり、排気ポート４６の燃焼室側の開口端は、排気バルブ６０（図５参照）によって開閉される排気口となっている。
【００２７】
［シリンダヘッド内のＬＴ冷却水流路の構成］
図３は、図１に示す吸気ポート２６および第１ＬＴ冷却水流路２０を吸気側上方から透視して描いた斜視図である。図４は、図１に示す吸気ポート２６および第１ＬＴ冷却水流路２０を、吸気ポート２６の分岐ポート部２６ａ，２６ｂ内の吸気の流れの上流側から透視して描いた斜視図である。図３および図４には、シリンダヘッド１４の内部を透明にして見たときの第１ＬＴ冷却水流路２０の形状と、第１ＬＴ冷却水流路２０と分岐ポート部２６ａ，２６ｂとの位置関係とが表されている。なお、これらの図中の矢印は冷却水の流れ方向を表している。
【００２８】
第１ＬＴ冷却水流路２０は、シリンダヘッド１４内において各気筒の第２分岐ポート部２６ｂの周囲にＬＴ冷却水を供給可能に構成されている。より具体的には、第１ＬＴ冷却水流路２０は、主流路４８を備えている。主流路４８は、吸気ポート２６の列の上方において、吸気ポート２６の列の方向（つまり、シリンダヘッド１４の長手方向）に延びている。
【００２９】
主流路４８の一端は、シリンダヘッド１４の冷却水入口において開口している。また、図２に示すように、主流路４８は、シリンダヘッド１４をシリンダブロック１２に対して鉛直方向上側に位置させたと仮定した場合において、吸気ポート２６の上側に位置するように設けられている。すなわち、主流路４８は、シリンダブロック合わせ面３８から十分に離れた部位に配置されている。このため、シリンダブロック合わせ面３８から主流路４８内のＬＴ冷却水への受熱が抑制される。このことは、主流路４８から各吸気ポート２６のウォータジャケット５０に低温の冷却水を導入するうえで好ましい。
【００３０】
第１ＬＴ冷却水流路２０は、吸気ポート２６毎に単位構造を有している。図３において、点線で囲まれた部分の構造が第１ＬＴ冷却水流路２０の単位構造である。単位構造は、第２分岐ポート部２６ｂの周囲に配置されたウォータジャケット５０を含む。図２中の符号Ｒは、吸気ポート２６の中心軌道Ｌ１に沿った方向（流路の延伸方向）においてウォータジャケット５０が形成された範囲を示している。範囲Ｒ内では、吸気ポート２６の中心軌道Ｌ１と垂直な断面（吸気ポート２６の流路の延伸方向と垂直な断面）で吸気ポート２６を見た場合に、ウォータジャケット５０は、第１分岐ポート部２６ａの周囲は覆わずに第２分岐ポート部２６ｂの周囲を覆うように形成されている。
【００３１】
各ウォータジャケット５０は、支流路５２を介して主流路４８につながっている。各ウォータジャケット５０には、シリンダブロック１２内に形成された第２ＬＴ冷却水流路２２に連通する連結路５４が接続されている。すなわち、各ウォータジャケット５０は、連結路５４を介してシリンダブロック合わせ面３８に開口している。
【００３２】
また、第１ＬＴ冷却水流路２０は、ウォータジャケット５０と主流路４８とを連通する補助流路５６を備えている。補助流路５６は、ウォータジャケット５０内の空気抜きとしての用途を兼ねた流路であり、ウォータジャケット５０の鉛直方向頂部から主流路４８へ向かって設けられている。なお、補助流路５６は、支流路５２よりも流路断面積が小さい流路として構成されている。
【００３３】
図３および図４に示す構成によれば、主流路４８にはＬＴラジエータ１６ａによって冷却されたＬＴ冷却水が導入される。主流路４８内に導入されたＬＴ冷却水は、支流路５２を介して各気筒のウォータジャケット５０に並列に導かれる。主流路４８からウォータジャケット５０に導入されたＬＴ冷却水は、第２分岐ポート部２６ｂの周囲に沿って流通したうえで、連結路５４を通ってシリンダブロック１２の第２ＬＴ冷却水流路２２に排出される。本構成によれば、第１分岐ポート部２６ａをＬＴ冷却水によって冷却しないようにしつつ、第２分岐ポート部２６ｂをＬＴ冷却水によって冷却することができる。すなわち、本構成によれば、第１分岐ポート部２６ａと第２分岐ポート部２６ｂとの間で冷却に強弱をつけることができる。そして、ＬＴ冷却水によって第２分岐ポート部２６ｂの壁面を冷却することで、第２分岐ポート部２６ｂを流れる吸気を冷却することができる。
【００３４】
［吸気ポート周りの構成］
図５は、実施の形態１における吸気ポート２６周りの構成を表した模式図である。なお、図５において、符号５８は吸気バルブであり、符号６０は排気バルブであり、符号６２は点火プラグである。
【００３５】
ＳＣＶ３０は、第１分岐ポート部２６ａ内に配置されており、ＳＣＶ３０の回転軸３０ａは、電動モータ６４に接続されている。このような構成によれば、電動モータ６４によってＳＣＶ３０を回転駆動し、その結果として第１分岐ポート部２６ａ内の吸気流路を開閉することができる。ＳＣＶ３０が閉じられると、第１分岐ポート部２６ａから燃焼室４０への吸気の流入が制限される。その結果、シリンダ内に生成されるスワール流を強化することができる。ＳＣＶ３０は、スワール流を強化することが必要されるエンジン運転領域においては閉じ、スワール流の強化を必要とされないエンジン運転領域においては開くようにＥＣＵ２８によって制御される。エンジン運転領域は、エンジントルクとエンジン回転速度とで特定することができる。ＳＣＶ３０の制御位置を決定するための現在のエンジン運転領域の取得は、例えば、エアフローメータ３２により計測される吸入空気流量に基づいて算出されるエンジントルクと、クランク角センサ３４の検出値に基づいて算出されるエンジン回転速度とを用いて行うことができる。なお、単にＳＣＶ３０を閉じることとするとシリンダ内に流入する空気の流量が減少する。このため、ＳＣＶ３０を閉じる場合には、空気流量が減少しないようにするためにスロットル弁（図示省略）を開く動作が協調的に実行される。
【００３６】
図５に示す一例では、ウォータジャケット５０は、第２分岐ポート部２６ｂの周囲を覆うように形成されている。ＳＣＶ３０を閉じることによって第１分岐ポート部２６ａから燃焼室４０への吸気の流入が制限されると、第１分岐ポート部２６ａと第２分岐ポート部２６ｂとの間で吸気流量（質量流量）に偏りが生成される。より具体的には、この偏りは、第２分岐ポート部２６ｂ内の吸気流量と比べて第１分岐ポート部２６ａ内の吸気流量が少なくなるという態様で生成される。したがって、吸気冷却用のウォータジャケット５０は、ＳＣＶ３０によって吸気ポート２６内に吸気流量の偏りが生成されたときに、吸気流量が相対的に少なくなる部位に相当する第１分岐ポート部２６ａには設けられず、吸気流量が相対的に多くなる部位に相当する第２分岐ポート部２６ｂに設けられているといえる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の構成によれば、スワール流の強化時に吸気の流入が制限されない側の第２分岐ポート部２６ｂに対してウォータジャケット５０が備えられている。このため、ＳＣＶ３０を閉じてスワール流が強化されるときには、燃焼室４０内に導入される吸気の多くを冷却することができる。このことは、スワールの強化を必要とするエンジン運転領域において吸気を冷却することが好ましいエンジンにおいて好適である。
【００３８】
換言すると、本構成は、スワール流の強化時に吸気の流入が制限される側の第１分岐ポート部２６ａに対しては、ウォータジャケット５０を備えていない。吸気ポート２６内の吸気には、上流から流入する蒸発燃料、ブローバイガスおよびＥＧＲガス等が含まれ得る。本構成によれば、吸気の流入が制限されていることで吸気が滞留し易くなっている部位において、ブローバイガス等を含み得る吸気が冷却されにくくすることができる。このため、吸気ポート２６の壁面にデポジットが堆積するのを抑制することができる。
【００３９】
なお、スワール流を強化するためにＳＣＶが全閉とされて第１分岐ポート部が完全に閉塞されるようになっている場合には、第１分岐ポート部から燃焼室への吸気の流入が停止されることになる。本発明におけるスワール流の強化は、このように第１分岐ポート部から燃焼室への吸気の流入を停止するという態様で、第１分岐ポート部から燃焼室への吸気の流入を制限することによって実現されるものであってもよい。この場合には、吸気流量の偏りが生成されたときの第１分岐ポート部内には、吸気の流れが生じない。したがって、この場合には、吸気が第１分岐ポート部内においてより滞留し易くなるので、本実施形態の構成を適用することによって、デポジットの堆積をより効果的に抑制することができる。
【００４０】
なお、上述した実施の形態１においては、第１ＬＴ冷却水流路２０が本発明における「低温冷却水流路」に、ＬＴ冷却水循環システム１６が本発明における「低温系冷却水循環システム」に、ＨＴ冷却水流路２４が本発明における「高温冷却水流路」に、ＨＴ冷却水循環システム１８が本発明における「高温系冷却水循環システム」に、それぞれ相当している。
【００４１】
実施の形態２．
次に、図６を新たに参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態の内燃機関（エンジン）７０は、以下に図６を参照して説明する構成が追加されている点を除き、実施の形態１のエンジン１０と同様に構成されているものとする。なお、本実施形態の構成は、後述の図７および図８に示す構成と組み合わせて実施されてもよい。
【００４２】
図６は、本発明の実施の形態２における吸気ポート２６周りの構成を説明するための模式図である。図６に示すエンジン７０では、ＳＣＶ３０よりも下流側の第１分岐ポート部２６ａに、排気ガス再循環（ＥＧＲ）通路７２およびブローバイガス還流通路７４が接続されている。ＥＧＲ通路７２は、排気通路から吸気通路に還流する再循環排気ガス（ＥＧＲガス）が流れる通路であり、ブローバイガス還流通路７４は、ブローバイガスを吸気通路に還流させるための通路である。なお、ここでは、ＥＧＲ通路７２およびブローバイガス還流通路７４の双方が第１分岐ポート部２６ａに接続されているエンジン７０を例に挙げて説明したが、第１分岐ポート部２６ａに接続される通路は、ＥＧＲ通路７２およびブローバイガス還流通路７４のうちの何れか一方であってもよい。
【００４３】
ＥＧＲ通路７２およびブローバイガス還流通路７４が接続される部位である第１分岐ポート部２６ａは、ＳＣＶ３０が設けられている側の分岐ポート部、すなわち、ウォータジャケット５０により覆われていないために冷却の対象とされていない側の分岐ポート部に相当する。
【００４４】
ここで、吸気通路に導入されたＥＧＲガスもしくはブローバイガスが、壁面が冷却された部位を流れるようになっていると、冷却された通路壁面にデポジットが堆積し易くなる。その理由は、ＥＧＲガスもしくはブローバイガスに含まれる水分もしくは油分が、冷却された通路壁面に付着した際に蒸発しにくくなるためである。
【００４５】
これに対し、本実施形態のエンジン７０では、上述のように、ＥＧＲ通路７２およびブローバイガス還流通路７４は、ウォータジャケット５０による冷却の対象とされていない側の第１分岐ポート部２６ａに接続されている。これにより、特別な配慮なしに第１および第２分岐ポート部が同等に冷却されるようになっている構成と比べて、ＥＧＲガスもしくはブローバイガスの導入に起因する吸気ポート２６の壁面へのデポジットの堆積を抑制することができる。
【００４６】
また、本実施形態の構成では、ＥＧＲ通路７２およびブローバイガス還流通路７４は、ＳＣＶ３０よりも下流側において第１分岐ポート部２６ａに接続されている。これにより、ＳＣＶ３０を閉じている状況下においてＥＧＲガスもしくはブローバイガスを導入する際に、導入されたＥＧＲガスもしくはブローバイガスが、もう一方の第２分岐ポート部２６ｂ側に回り込み、ウォータジャケット５０によって冷却されることを防止することができる。
【００４７】
その他実施の形態．
ところで、上述した実施の形態１および２においては、第１分岐ポート部２６ａ内にＳＣＶ３０が配置された構成を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明の対象となるＳＣＶの配置部位は、例えば、以下の図７に示すものであってもよい。そして、図７に示す構成を備える場合において吸気ポート２６の周囲の一部を冷却するウォータジャケットは、例えば、図８に示すものであってもよい。
【００４８】
図７は、本発明におけるＳＣＶの他の構成例を模式的に表した斜視図である。図７に示すエンジン８０が備えるＳＣＶ８２は、第１分岐ポート部２６ａではなく、第１分岐ポート部２６ａと第２分岐ポート部２６ｂとの分岐点Ｐ１よりも上流側の吸気ポート２６に配置されている。図７に示すように、ＳＣＶ８２では、第２分岐ポート部２６ｂに対応する側の一部が切り欠かれている。このため、ＳＣＶ８２が閉じられるときには、第１分岐ポート部２６ａから燃焼室４０への吸気の流入が制限される。その結果、ＳＣＶ８２を備える場合においても、上述したＳＣＶ３０を備える場合と同様に、第１分岐ポート部２６ａと第２分岐ポート部２６ｂとの間で吸気流量に偏りを生成することができる。
【００４９】
図８は、図７に示すエンジン８０において吸気ポート２６の周囲を覆うウォータジャケット８４の配置部位を説明するための図である。ＳＣＶ８２によっても、吸気流量の偏りが、第２分岐ポート部２６ｂ内の吸気流量と比べて第１分岐ポート部２６ａ内の吸気流量が少なくなるという態様で生成される。また、本構成では、吸気流量の偏りは、ＳＣＶ８２が設けられた位置から分岐点Ｐ１までの区間の流路２６ｃにおいても生成される。したがって、ウォータジャケット８４は、吸気ポート２６内の吸気の流れ方向（吸気ポート２６の延伸方向）においては、第１分岐ポート部２６ａを含めてＳＣＶ８２よりも下流側の吸気ポート２６の周囲を覆うように形成されている。
【００５０】
ＳＣＶ８２によって吸気ポート２６内で吸気流量に偏りが生成された状況（すなわち、図８が示す状況）下において、ＳＣＶ８２が設けられた位置から分岐点Ｐ１までの区間の流路２６ｃに関しては、第１分岐ポート部２６ａの上流に位置する部位２６ｃ１が、吸気流量が相対的に少なくなる部位に相当し、第２分岐ポート部２６ｂの上流に位置する部位２６ｃ２が、吸気流量が相対的に多くなる部位に相当する。また、上記状況下においては、分岐後の吸気ポート２６に関しては、第１分岐ポート部２６ａが、吸気流量が相対的に少なくなる部位に相当し、第２分岐ポート部２６ｂが、吸気流量が相対的に多くなる部位に相当する。したがって、ウォータジャケット８４の配置部位は、吸気ポート２６の中心軌道と垂直な断面（吸気ポート２６の延伸方向と垂直な断面）で見た場合には、次のように特定される。すなわち、ウォータジャケット８４は、上記偏りが生成された状況下において、吸気流量が相対的に少なくなる側の吸気ポート２６の部位に相当する上記部位２６ｃ１および第１分岐ポート部２６ａの周囲の一部を覆うように形成されている。
【００５１】
なお、図８に示す構成では、ウォータジャケット８４は、第１分岐ポート部２６ａおよびその上流に位置する部位２６ｃ１の双方に対して設けられている。しかしながら、ＳＣＶ８２が分岐点Ｐ１よりも上流側に備えられるエンジン８０におけるウォータジャケットの配置部位は、第１分岐ポート部２６ａおよび部位２６ｃ１のうちの何れか一方であってもよい。
【００５２】
また、上述した実施の形態１においては、スワール制御機構として、ＳＣＶ３０または８２を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明の対象となるスワール制御機構は、スワールコントロールバルブを利用するものに限らず、例えば、次のようなものであってもよい。すなわち、第１分岐ポート部を開閉する第１吸気バルブを閉弁状態で維持しつつ、第２分岐ポート部を開閉する第２吸気バルブが開閉動作を行えるようにした可変動弁機構が公知である。スワール流の強化は、このような可変動弁機構を用いて第１分岐ポート部から燃焼室への吸気の流入を停止（制限）することによって実現されるものであってもよい。すなわち、このような態様によって吸気の流入が制限された場合においても、第１分岐ポート部内において吸気の滞留が生じ得るため、本発明の適用によりデポジットの堆積を抑制することができる。
【００５３】
また、上述した実施の形態１等においては、図１に示すように、相対的に低温となるＬＴ冷却水が流れるＬＴ冷却水循環システム１６は、シリンダヘッド１４の内部に形成された第１ＬＴ冷却水流路２０とともに、シリンダブロック１２の内部に形成された第２ＬＴ冷却水流路２２を備えている。しかしながら、本発明における低温系冷却水循環システムの低温冷却水流路は、シリンダヘッド１４のみに形成されていてもよい。また、低温系冷却水循環システムにおけるエンジンへのＬＴ冷却水の導入は、シリンダヘッドが先ではなく、シリンダブロックが先であってもよい。
【００５４】
また、上述した実施の形態１等においては、共通の燃焼室４０に対して１つの第１分岐ポート部２６ａと１つの第２分岐ポート部２６ｂとが接続される吸気ポート２６を例に挙げた。しかしながら、本発明において共通の燃焼室に接続される第１分岐ポート部は複数であってもよく、同様に、第２分岐ポート部についても複数であってもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０,７０,８０  内燃機関（エンジン）
１２  シリンダブロック
１４  シリンダヘッド
１６  ＬＴ冷却水循環システム
１６ａ  ＬＴラジエータ
１６ｂ  ＬＴウォータポンプ
１６ｃ  ＬＴ冷却水導入管
１６ｄ  ＬＴ冷却水排出管
１８  ＨＴ冷却水循環システム
１８ａ  ＨＴラジエータ
１８ｂ  ＨＴウォータポンプ
１８ｃ  ＨＴ冷却水導入管
１８ｄ  ＨＴ冷却水排出管
２０  第１ＬＴ冷却水流路
２２  第２ＬＴ冷却水流路
２４  ＨＴ冷却水流路
２６  吸気ポート
２６ａ  第１分岐ポート部
２６ｂ  第２分岐ポート部
２６ｃ  吸気ポートの流路
２６ｃ１  低吸気流量側の部位
２６ｃ２  高吸気流量側の部位
２８  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３０,８２  スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）
４０  燃焼室
４８  主流路
５０,８４  ウォータジャケット
５２  支流路
５４  連結路
５６  補助流路
５８  吸気バルブ
６４  電動モータ
７２  排気ガス再循環（ＥＧＲ）通路
７４  ブローバイガス還流通路
【図１】
2016217239.tif 000003
【図２】
2016217239.tif 000004
【図３】
2016217239.tif 000005
【図４】
2016217239.tif 000006
【図５】
2016217239.tif 000007
【図６】
2016217239.tif 000008
【図７】
2016217239.tif 000009
【図８】
2016217239.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月26日(2016.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
実施の形態１のエンジン冷却システムは、２系統の冷却水循環システム１６，１８を備える。２系統の冷却水循環システム１６,１８はともに独立した閉ループであり、循環する冷却水の温度を異ならせることができる。以下、相対的に低温の冷却水が循環する冷却水循環システム１６をＬＴ冷却水循環システムと称し、相対的に高温の冷却水が循環する冷却水循環システム１８をＨＴ冷却水循環システムと称する。ＨＴ冷却水循環システム１８は、シリンダブロック１２の主たる冷却を担当する。一方、ＬＴ冷却水循環システム１６は、シリンダブロック１２と比べて冷却負荷の小さな吸気ポート２６の冷却を主に担当する。なお、ＬＴはLow Temperatureの略であり、ＨＴはHigh Temperatureの略である。また、図示しない水温センサや水温調整のためのサーモスタットが備えられる場合がある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
図８は、図７に示すエンジン８０において吸気ポート２６の周囲を覆うウォータジャケット８４の配置部位を説明するための図である。ＳＣＶ８２によっても、吸気流量の偏りが、第２分岐ポート部２６ｂ内の吸気流量と比べて第１分岐ポート部２６ａ内の吸気流量が少なくなるという態様で生成される。また、本構成では、吸気流量の偏りは、ＳＣＶ８２が設けられた位置から分岐点Ｐ１までの区間の流路２６ｃにおいても生成される。したがって、ウォータジャケット８４は、吸気ポート２６内の吸気の流れ方向（吸気ポート２６の延伸方向）においては、第２分岐ポート部２６ｂを含めてＳＣＶ８２よりも下流側の吸気ポート２６の周囲を覆うように形成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
ＳＣＶ８２によって吸気ポート２６内で吸気流量に偏りが生成された状況（すなわち、図８が示す状況）下において、ＳＣＶ８２が設けられた位置から分岐点Ｐ１までの区間の流路２６ｃに関しては、第１分岐ポート部２６ａの上流に位置する部位２６ｃ１が、吸気流量が相対的に少なくなる部位に相当し、第２分岐ポート部２６ｂの上流に位置する部位２６ｃ２が、吸気流量が相対的に多くなる部位に相当する。また、上記状況下においては、分岐後の吸気ポート２６に関しては、第１分岐ポート部２６ａが、吸気流量が相対的に少なくなる部位に相当し、第２分岐ポート部２６ｂが、吸気流量が相対的に多くなる部位に相当する。したがって、ウォータジャケット８４の配置部位は、吸気ポート２６の中心軌道と垂直な断面（吸気ポート２６の延伸方向と垂直な断面）で見た場合には、次のように特定される。すなわち、ウォータジャケット８４は、上記偏りが生成された状況下において、吸気流量が相対的に多くなる側の吸気ポート２６の部位に相当する上記部位２６ｃ２および第２分岐ポート部２６ｂの周囲の一部を覆うように形成されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
なお、図８に示す構成では、ウォータジャケット８４は、第２分岐ポート部２６ｂおよびその上流に位置する部位２６ｃ２の双方に対して設けられている。しかしながら、ＳＣＶ８２が分岐点Ｐ１よりも上流側に備えられるエンジン８０におけるウォータジャケットの配置部位は、第２分岐ポート部２６ｂおよび部位２６ｃ２のうちの何れか一方であってもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
また、上述した実施の形態１等においては、スワール制御機構として、ＳＣＶ３０または８２を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明の対象となるスワール制御機構は、スワールコントロールバルブを利用するものに限らず、例えば、次のようなものであってもよい。すなわち、第１分岐ポート部を開閉する第１吸気バルブを閉弁状態で維持しつつ、第２分岐ポート部を開閉する第２吸気バルブが開閉動作を行えるようにした可変動弁機構が公知である。スワール流の強化は、このような可変動弁機構を用いて第１分岐ポート部から燃焼室への吸気の流入を停止（制限）することによって実現されるものであってもよい。すなわち、このような態様によって吸気の流入が制限された場合においても、第１分岐ポート部内において吸気の滞留が生じ得るため、本発明の適用によりデポジットの堆積を抑制することができる。