JP2002195136A - 吸気制御装置およびこれを搭載した内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】始動および暖機時に集合管燃料噴射弁から噴射
する燃料噴霧を効率良く内燃機関に供給して暖機時に排
出されるＨＣ量を低減する。 【解決手段】集合管６の上流に設けられる吸気制御装置
１００のボディ１１に、スロットルバルブ４を設置する
主通路１２と集合管燃料噴射弁１５から噴射した燃料噴
霧１７の微粒化を促進してＨＣ排出を低減する空気のバ
イパス流路１３を一体的に形成してユニット化し、製造
および吸気系への着脱を容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気制御装置およ
びこれを搭載した内燃機関に係り、特に、内燃機関の燃
焼性能を向上させ、暖機時に排出されるハイドロカーボ
ン（以下、ＨＣと記す）を低減する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平４−２３２３５３号公報には、ス
ロットルバルブが部分開位置にあるときのスロットルバ
ルブ外周部に近接する位置において主吸気通路内に突出
するようにコールドスタートインジェクタを設置したエ
ンジンの吸気装置が開示されている。

【０００３】しかしながら、主吸気通路内に突出したコ
ールドスタートインジェクタから該主吸気通路内に噴射
した燃料噴霧を該主吸気通路内を流れる吸気によって十
分に気化（微粒化）して各燃焼室まで搬送することは困
難であり、燃料噴霧の多くは主吸気通路の内壁に付着し
て滞ることになる。従って、各燃焼室に十分に気化した
燃料を安定に供給することが困難である。

【０００４】また、USP5,482,023号明細書および図面に
は、コールドスタートフューエルインジェクタと、ヒー
タと、アイドルスピードコントロールバルブ（以下ＩＳ
Ｃバルブという）とを備えたコールドスタートフューエ
ルコントロールシステムが記載されている。

【０００５】このシステムでは、ＩＳＣバルブからの空
気の一部（第１の空気流）をコールドスタートフューエ
ルインジェクタから噴射された燃料に合流させる。この
ために、ＩＳＣバルブからの空気通路の開口がコールド
スタートフューエルインジェクタの出口部を取り囲むよ
うに環状に設けられている。コールドスタートフューエ
ルインジェクタからの燃料と第１の空気流とは、合流後
すぐに、コールドスタートフューエルインジェクタの下
流側に一列に並べられた円筒状のヒータ内部に入れられ
る。

【０００６】一方、ヒータの外周部には、ＩＳＣバルブ
からの空気の一部を流す空気通路が形成されており、こ
の空気通路を流れてきた空気（第２の空気流）はヒータ
の出口部でヒータ内部を通ってきた燃料噴霧と合流す
る。コールドスタートフューエルインジェクタから出た
燃料は、ヒータ内部を通過する際に気化を促進され、ヒ
ータの出口部で第２の空気流と混合されることによっ
て、更に気化が促進される。ヒータの出口部は、吸気集
合管内に連通され、気化促進された燃料噴霧は吸気集合
管内に放出された後に各気筒へと分配される。

【０００７】このシステムでは、円筒状のヒータ内部に
燃料と空気を混合する混合室を構成することにより、上
流側より、コールドスタートフューエルインジェクタ、
コールドスタートフューエルインジェクタから噴射され
た燃料と第１の空気流との合流点、ヒータ内部に構成し
た混合室を一列に配置し、ヒータ出口を出口とする一つ
の微粒化器（アトマイザー）を構成している。この微粒
化器は空気流のエネルギを利用したエアアシスト型の微
粒化器であると共に、微粒化器内部で燃料と空気とを合
流させて混合する内部混合型の微粒化器であると考えら
れる。

【０００８】このシステムでは、第２の空気流は、ヒー
タの外周部を流れ、ヒータ内部を通ってきた燃料噴霧と
同方向に流れながら合流し、燃料噴霧の気化を促進す
る。しかし、燃料噴霧の吸気管への合流とその後の吸気
管内の搬送については、配慮が必ずしも十分ではなかっ
た。

【０００９】このシステムでは、コールドスタートフュ
ーエルインジェクタから噴射された燃料は、ヒータ内部
に形成された狭く長い通路内を、ヒータと接触しながら
通過することによって気化を促進されるが、ヒータによ
る気化効率に対する配慮が必ずしも十分ではなかった。

【００１０】このシステムでは、ヒータの出口部は、吸
気集合管内に連通され、気化促進された燃料噴霧は吸気
集合管内に放出されたのち、各気筒へと分配されている
が、各気筒への分配向上に対する配慮が必ずしも十分で
はなかった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的
は、内燃機関の暖機運転時に排出されるＨＣを低減する
ために好ましい形態の吸気制御装置を提供することにあ
る。

【００１２】本発明の他の目的は、前記吸気制御装置を
製造および着脱が容易な形態に構成することにある。

【００１３】本発明の更に他の目的は、内燃機関の気筒
の近くに配置される第１の燃料噴射弁とは別に設けられ
て、始動時等に用いられる第２の燃料噴射弁から噴射さ
れた燃料の吸気管内への合流と吸気管内での下流側への
搬送を工夫することによって、吸気管内壁面への燃料付
着量を抑制し、暖機時に排出されるＨＣを低減すること
にある。

【００１４】本発明の更に他の目的は、燃料噴霧のヒー
タへの接触の仕方を工夫することによって、燃料噴霧の
微粒化のためにヒータで消費される電気エネルギを低減
することにある。

【００１５】本発明の更に他の目的は、吸気管内への燃
料噴霧の供給方法を工夫することによって、各気筒への
燃料噴霧の分配の均一性を向上することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】内燃機関の気筒内に空気
を供給する主流路が形成され、該主流路内に空気流量を
調整するスロットルバルブを設けたボディと、このボデ
ィに嵌着されて前記主流路内に燃料を供給する燃料噴射
弁とを備えた吸気制御装置において、前記ボディは、前
記スロットルバルブの下流側においてボディの外部と前
記主流路内とを連通する開口部と、該開口部の開口面に
対向させて燃料噴射弁を嵌着する取付部と、前記スロッ
トルバルブの上流側の主流路から分岐し、前記開口部を
通じて前記主流路内に連通する第１のバイパス流路と、
前記スロットルバルブの上流側の主流路から分岐し、前
記スロットルバルブよりも下流側であって、前記開口部
の上流側又は下流側の主流路内に連通する第２のバイパ
ス流路とをボディ部材を加工して一体に成形したことを
特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て、図１〜図７を用いて説明する。

【００１８】図１において、内燃機関１は、ガソリンを
燃料とする周知の火花点火式の多気筒内燃機関であり、
１つの気筒のみについて図示している。

【００１９】吸気系は、エアクリーナ（図示省略）を通
過して吸入される吸入空気１００の流量を計測するエア
フローセンサ３と、運転者のアクセルペダル操作に連動
して開閉動作するスロットルバルブ４を内蔵した吸気制
御装置１１０と、スロットルバルブ４の開度を計測する
スロットルポジショニングセンサ５と、吸気集合管６
と、この吸気集合管６より各気筒に分岐する吸気マニホ
ールド７と、吸気弁３１を備える吸気ポート８等より構
成されている。なお、吸気集合管とは、各気筒に分岐す
る前の吸気管のことである。エアフローセンサ３および
スロットルポジショニングセンサ５のそれぞれで計測し
た吸入空気量およびスロットルバルブ４の開度は、コン
トローラ３２に入力して内燃機関１の運転状態の検出や
種々の制御に用いる。

【００２０】排気系は、各気筒の排気弁３４を備える排
気ポート２１と、排気マニホールド２２と、排気中の酸
素濃度を計測する酸素濃度センサ２３と、排気を浄化す
るための三元触媒コンバータ２４と、消音マフラー（図
示省略）等から構成されている。また、酸素濃度センサ
２３で計測した酸素濃度は、コントローラ３２に入力し
て、内燃機関１の運転状態の検出や種々の制御に用い
る。

【００２１】燃料系は、燃料２を貯える燃料タンク２６
と、燃料タンク２６から燃料２を圧送する燃料ポンプ２
７と、燃料フィルタ２８と、圧送された燃料２の圧力を
所定の大きさに調整するプレッシャレギュレータ２９
と、各気筒（＃１，＃２，…）の各吸気ポート８に燃料
を噴射する第１の燃料噴射装置であるポート燃料噴射弁
１０と、吸気集合管６に供給する燃料を噴射する第２の
燃料噴射装置の構成要素である集合管燃料噴射弁１５等
によって構成し、燃料配管３０で接続している。なお、
集合管燃料噴射弁１５は、主通路１２のスロットルバル
ブ４の下流であり、吸気集合管６の上流側に配置される
燃料噴射弁であり、ポート燃料噴射弁１０と区別するた
めに、集合管燃料噴射弁と呼ぶこととする。

【００２２】集合管燃料噴射弁１５およびポート燃料噴
射弁１０からの燃料２の噴射は、内燃機関１の運転状態
に応じて制御し、具体的にはコントローラ３２から出力
される指令信号に基づいて実行する。なお、内燃機関１
の始動、始動後から所定期間（暖機運転）、およびその
後の機関の運転状況に応じて、集合管燃料噴射弁１５と
ポート燃料噴射弁１０の燃料噴射を切り換えるが、その
詳細については後述する。

【００２３】この吸気制御装置１１０は、１つのボディ
１１の内部に、集合管燃料噴射弁１５を有する第２の燃
料噴射装置を一体的に構成し、内燃機関の吸気系に着脱
が容易なユニットの形態である。その構成及び動作につ
いては後述する。

【００２４】内燃機関１の各気筒は、点火プラグ３３を
臨ませて配置した燃焼室２５と、開閉動作によって吸気
−圧縮−膨張−排気のサイクルを制御する吸気弁３１と
排気弁３４を備える。点火プラグ３３には、バッテリお
よびオルタネータ（何れも図示省略）から供給される電
力をイグニッションコイル４０にて高電圧化した電力を
コントローラ３２からの信号に応じて配電し、所望の時
期に火花点火を行う。

【００２５】また、燃焼室２５の側部にはウォータジャ
ケット３６を設け、その内部には内燃機関１を冷却する
ための冷却水３５を循環させる。冷却水３５の温度は、
ウォータジャケット３６に配設した水温センサ３７で計
測してコントローラ３２に入力し、内燃機関１の運転状
態の検出や制御に用いる。

【００２６】また、ピストン３８にコンロッド３９を介
して連結したクランク軸（図示省略）の回転角度は、ク
ランク角度センサ（図示省略）によって計測し、クラン
ク角度センサからの計測値をコントローラ３２に入力す
ることにより該コントローラ３２がピストン３８の位置
を検出することを可能に構成する。

【００２７】内燃機関１の運転に伴い、燃焼室２５には
集合管燃料噴射弁１５もしくはポート燃料噴射弁１０よ
り噴射された燃料と吸入空気１００との混合気１０５が
吸入され、燃焼室２５に吸入された混合気は、圧縮行程
から膨張行程にかけての上死点付近で点火プラグ３３に
よって点火して燃焼させる。燃焼後の燃焼ガス１０７
は、燃焼室２５から排出された後に、排気ポート２１，
排気マニホールド２２から三元触媒コンバータ２４に至
り、ここで浄化した後に、最終的な排気１０６として内
燃機関１の外に排出する。

【００２８】次に、図２を用いて、吸気制御装置１１０
の構成について説明する。

【００２９】吸気制御装置１１０は、その両端に吸気系
への結合フランジを備えたボディ１１の内部に、主通路
１２を形成し、この主通路１２内にスロットルバルブ４
を配置し、このスロットルバルブ４を開くことにより、
主通路１２の上流側と下流側を連通する。また、吸気制
御装置１１０の主通路１２を形成するボディ１１内に
は、この主通路１２とは別に、スロットルバルブ４の上
流と下流を結ぶ（連通する）バイパス流路１３を形成す
る。このバイパス流路１３には、ＩＳＣバルブ１４を配
設し、内燃機関１の始動および暖機運転におけるアイド
リング時に前記ＩＳＣバルブ１４を開閉することにより
バイパス流路１３を流れる空気流量１０１を調整する。

【００３０】バイパス流路１３は、ＩＳＣバルブ１４の
下流で流路１３ａ，１３ｂに分岐させる。一方のバイパ
ス流路１３ａは、ボディ１１の外部から主通路１２に連
通するように円形の凹部として形成した噴射弁挿入部１
６に連通させる。この噴射弁挿入部１６は、集合管燃料
噴射弁１５を取り付ける取付部であり、ボディ１１内の
主通路１２の軸流方向に対して所定の角度αだけ傾けて
形成し、奥端（底部）がボディ１１内の主通路１２側に
形成された円形の凹部１６１に開口し、外端がボディ１
１の外部に開口している。この噴射弁挿入部１６に集合
管燃料噴射弁１５を挿入して該集合管燃料噴射弁１５を
吸気制御装置１１０のボディ１１に取り付けると共にシ
ールリング１５１でシールすることにより該集合管燃料
噴射弁１５の周囲に整圧室４１を形成する。前記バイパ
ス流路１３ａは、前記調圧室４１に連通させる。

【００３１】集合管燃料噴射弁１５の噴射方向に仮想し
た燃料噴霧の中心線と主通路１２の中心を通り軸流方向
に仮想した中心軸線とのなす角度は、所定の角度αに設
定する。

【００３２】また、装置の大型化，組立工数の増加を招
く恐れはあるが、吸気制御装置１１０のボディ１１の成
形を容易にするために、集合管燃料噴射弁１５をアダプ
タを介してボディ１１に取り付けるようにしても良い。

【００３３】燃料噴霧の中心線は、燃料噴射弁の燃料噴
射孔中心と噴射された燃料噴霧の断面の中心点とを結ぶ
中心線として仮想される。通常は、燃料噴射弁の弁体の
駆動方向と一致し、弁体を駆動する駆動軸方向にとった
弁軸の軸心と一致し、或いは燃料噴射孔の中心を通り噴
孔を形成する壁面と平行な燃料噴射孔の中心線と一致す
る。ただし、燃料噴射孔を弁軸心に対して傾斜させた
り、燃料噴射孔の出口を細工するなどした場合には、燃
料噴霧の中心線と弁軸心或いは燃料噴射孔の中心線とは
一致しなくなる場合がある。

【００３４】主通路１２の凹部１６１側に位置する整圧
室４１の底部には、集合管燃料噴射弁１５のノズル４７
が位置し、このノズル４７の噴孔部の直下に開口する円
孔４６を形成し、前記凹部１６１を介してスロットルバ
ルブ４の下流の主通路１２に連通させる。集合管燃料噴
射弁１５のノズル４７の側部は、整圧室４１の底部に設
けた複数の通路形成突起部４９の内周部に形成したガイ
ド面４８でガイドして位置決めする。また、ノズル４７
の出口端部は、ガイド面４８より内側の円孔４６の内面
との間に僅かな隙間をもって配置しており、通路形成突
起部４９がこの隙間の高さを設定している。通路形成突
起部４９の端面５０は、集合管燃料噴射弁１５の肩部５
１に当接させ、その接触面を図２(ｂ)中に点線で示す。
複数の通路形成突起部４９の間の部分で整圧室４１と円
孔４６とを連通させる。なお、円孔４６は、軸方向の厚
さを極力小さくした、いわゆる、薄刃オリフィス形状と
している。

【００３５】一方、ＩＳＣバルブ１４の下流部に設けた
分岐入口部４３から分岐した他方のバイパス流路１３ｂ
は、分岐出口部４４を経て整圧室４２に連通させる。こ
の整圧室４２は、主通路１２と同軸的に配設した環状の
空間としてボディ１１内に形成する。この整圧室４２
は、主通路１２の軸流方向の中心軸線に向かうように互
いに対向して形成した複数の搬送空気通路４５によって
主通路１２と連通させる。なお、この実施の形態では、
搬送空気通路４５は、後述するヒータ１８の下流側に形
成している。

【００３６】燃料を気化させるために発熱する発熱体で
あるヒータ１８は、板状のものを主通路１２内壁面に沿
って円弧状に複数個配列することにより構成しており、
温度が所定値以上に上昇するとその電気抵抗を急増させ
て電流を低下させることにより温度を一定に保持する機
能を持つＰＴＣヒータ（セラミックヒータ）を用いてい
る。このヒータ１８と主通路１２との間には、ヒータ１
８から主通路１２の壁面への熱の移動を低減するための
断熱材１９を配設している。

【００３７】また、ヒータ１８の上流部の主通路１２の
壁面には突起部２０を設け、ヒータ１８の上流側から流
れてくる空気が、ヒータ１８に直接当たらないようにし
ているが、ヒータ１８の上流から流入して該ヒータ１８
へ当たる空気量が少ない場合は、突起部２０を省略して
も良い。

【００３８】次に、図３(ａ)，(ｂ)を用いて、バイパス
流路１３ｂから分岐部出口４４，整圧室４２および該整
圧室４２から搬送空気通路４５を介して連通する主通路
１２までの流路構造について説明する。図３(ａ)，(ｂ)
は、それぞれ、図２(ａ)におけるＢ−Ｂ断面矢視図およ
びＣ−Ｃ断面矢視図である。

【００３９】整圧室４２は、主通路１２の外周側に配設
した環状の空間であって、搬送空気通路４５によって主
通路１２と連通させている。整圧室４２と主通路１２を
連通する搬送空気通路４５は、主通路１２内に設けるヒ
ータ１８の下流の該主通路１２の内周壁に４個開口させ
るように形成し、それぞれが互いに対向するように構成
する。

【００４０】この実施の形態によれば、吸気制御装置１
１０は、主通路１２を形成するボディ１１に、集合管燃
料噴射弁１５の噴射弁挿入部１６と、バイパス流路１
３，１３ａ，１３ｂと、凹部１６１と、整圧室４１，４
２と、微粒化空気通路（整圧室４１から円孔４６までの
空気１０３が流れる通路）と、搬送空気通路４５を一体
的に形成し、スロットルバルブ４，スロットルバルブ４
の駆動機構（図示省略），集合管燃料噴射弁１５，ＩＳ
Ｃバルブ１４，ヒータ１８等が取り付けて構成してお
り、ユニットとして一体で吸気管に着脱可能に構成して
いる。内燃機関の始動および暖機運転に係わる重要な装
置を１つの単位として内燃機関１に着脱することができ
るので、組立，調整，保守を容易に行うことができる。

【００４１】このようなボディ１１は、樹脂成型によっ
て形成するようにすれば、効率良く製作することがで
き、また、吸気制御装置１１０を軽量に構成することが
できる。この樹脂成型ボディは、後述する実施の形態に
おいても採用することができる。

【００４２】次に、バイパス流路１３ａ，１３ｂを流れ
る空気の作用について説明する。バイパス流路１３ａを
流れる空気は、集合管燃料噴射弁１５のノズル４７の周
りからノズル４７の出口端部と円孔４６との間に形成し
た環状の隙間に流れ込み、集合管燃料噴射弁１５から噴
射される燃料に、この燃料の噴射方向を横切る方向から
衝突（合流）する。しかる後、集合管燃料噴射弁１５の
軸心下方に形成された円孔４６を介して主通路１２に開
口する凹部１６１に噴出して燃料噴霧１７を誘引しなが
らヒータ１８の方向に向う。

【００４３】一方、バイパス流路１３ｂを流れる空気１
０４は、整圧室４２にて整流された後に、対向する複数
個の搬送空気通路４５から主通路１２内に流れ込み、主
通路１２内で衝突した後に下流へと流れを偏向する。バ
イパス流路１３ｂを流れる空気流１０４の量は、ＩＳＣ
バルブ１４によって制御される全空気流量の大半を占め
ている。すなわち、搬送空気通路４５から流出した空気
１０４は、ヒータ１８の下流側において強い誘引流を生
成し、集合管燃料噴射弁１５により噴射されて微粒化が
促進した燃料噴霧１７とヒータ１８にて部分的に気化さ
れた燃料蒸気とを誘引して下流側へ搬送する。更に、集
合管燃料噴射弁１５から噴射する燃料噴霧１７の噴射方
向を、主通路１２の軸流方向の中心軸線に対して、所定
の角度αだけの傾きをもって下流側に傾けて設定するこ
とにより、燃料噴霧１７が搬送空気通路４５から流出し
た空気１０４が作る誘引流に沿って流れ易くすることが
できる。また、搬送空気通路４５は、ヒータ１８の下流
側に設けているので、搬送用空気１０４が主通路１２を
流れるときにヒータ１８から熱を直接奪うようなことが
ない。

【００４４】なお、バイパス流路１３ａ，１３ｂを流れ
る空気１０３，１０４の流量比は、ノズル４７の出口端
部（先端面）と円孔４６が形成された噴射弁挿入部１６
の底面との間の隙間に形成された空気通路の面積、また
は円孔４６の面積と、複数個の搬送空気通路４５の総面
積との比で決定されるが、この実施の形態では、燃料微
粒化用の空気１０３の流量が搬送用の空気１０４の流量
に比して十分少なくなるように設計している。

【００４５】次に、集合管燃料噴射弁１５の燃料噴霧１
７の生成および燃料気化への作用について説明する。

【００４６】この実施の形態では、集合管燃料噴射弁１
５は、ノズル４７の内部において燃料に旋回を付与する
上流旋回式の燃料噴射弁を用いている。すなわち、燃料
の圧力エネルギを旋回エネルギに置き換えることによっ
て、薄膜４０１状の燃料を噴射して微粒化を促進する形
態の燃料噴射弁である。この薄膜４０１状の燃料噴霧１
７に、更に空気１０３をアシストする（衝突させる）こ
とによって、急速に微粒化が促進し、微細な燃料噴霧１
７を生成することができる。加えて、円孔４６は、前述
したように、薄刃オリフィス形状としているので、オリ
フィス（円孔４６）を通過する際に燃料や空気が損失す
るエネルギが極力小さく抑えられて、微粒化が促進す
る。

【００４７】図４（ａ）は、空気１０３の供給によって
急激に微粒化が促進されることを示している。図中に付
したＰ部が、この実施の形態における内燃機関１の始動
後から所定期間（数十秒）に利用する動作点であり、燃
料噴霧１７の平均粒径は１０μｍ以下である。このと
き、バイパス流路１３ａを流れる空気流１０３の量は、
ＩＳＣバルブ１４によって制御される全空気流量の１／
１０程度である。よって、残りの吸入空気１０４の量
は、燃料噴霧１７の誘引および搬送用に効果的に用いる
ことができる。

【００４８】また、同図(ｂ)に示すように、燃料噴霧１
７の２０μｍ以上の粒子は、全粒子数に対して数パーセ
ントしか存在していない。例えば、燃料温度が２０℃，
周囲温度が２０℃の静止空気中の条件で、２０μｍの粒
子が浮遊可能な粒子径１０μｍになるまでの時間は０．
０１秒である。空気流速５ｍ／ｓでは、１０μｍになる
までに粒子が飛翔する距離は約５ｃｍであり、この実施
の形態における構成では、ヒータ１８の表面に到達する
粒子数は大幅に低減することができる。すなわち、図
(ｂ)のような粒径分布をもった燃料噴霧１７を供給する
と、大部分は搬送用空気１０４に乗って下流へと運ば
れ、仮りにヒータ１８に付着したとしても、粒子径が小
さいために瞬時に気化が促進される。

【００４９】以上の説明から明らかなように、この実施
の形態における吸気制御装置１１０によれば、次のよう
が特徴が得られる。 (１)集合管燃料噴射弁１５として、ノズル４７の内部に
おいて燃料を旋回させて微粒化を促進する上流旋回式の
燃料噴射弁を用いている。 (２)集合管燃料噴射弁１５から噴射された燃料に空気を
アシストし（衝突させ）、更に微粒化を促進させてい
る。 (３)集合管燃料噴射弁１５に供給する微粒化のための空
気１０３の量は、内燃機関１の暖機時の運転に要する全
空気量の１／１０程度としている。 (４)残りの空気１０４は、燃料噴霧１７の搬送用として
使用しており、ヒータ１８を冷却しないような流れとし
ている。 (５)集合管燃料噴射弁１５より噴射した燃料噴霧１７の
大部分は、吸気管内を流れる空気流にて運ばれる構成と
している。 (６)バイパス流路１３ａ，１３ｂを含む第２の燃料噴射
装置をスロットルバルブ４を内蔵する吸気制御装置１１
０のボディ１１内に一体的に構成してユニット化するこ
とにより、装置を小型化している。 (７)ヒータ１８よりなる燃料気化装置は、補助的に使用
するように構成しているので、ヒータ１８部分に到達す
る燃料が少ない場合には、ヒータ１８を廃止することも
可能である。 (８)ヒータ１８の負荷が激減し、小型化することができ
る。 (９)内燃機関１への装着性が向上し、生産面，コスト面
で従来に比べて大幅に改善することができる。

【００５０】なお、この実施の形態では、ヒータ１８に
ＰＴＣヒータを用いたが、電流制御回路を付与して温度
制御を行なえば、電熱コイル等の一般的なヒータを用い
ても実現可能である。また、搬送空気通路４５を４個と
したが、主通路１２内に空気をできるだけ均一に供給す
るのが目的であり、搬送空気通路４５の個数を制限する
ものではない。

【００５１】次に、この燃料噴射装置１１０を内燃機関
１へ搭載する場合のその動作について図１および図５〜
図７を用いて説明する。

【００５２】図１に示す内燃機関１において、内燃機関
１を運転するとスロットルバルブ４の下流部の吸気管
（吸気集合管６，吸気マニホールド７，吸気ポート８）
に負圧が発生し、この吸気管内の負圧により、外部から
空気を吸入する。内燃機関１の始動時およびアイドリン
グ運転時は、スロットルバルブ４はほぼ全閉状態であ
り、その時の吸入空気の流量は、バイパス流路１３に配
置されたＩＳＣバルブ１４によって制御される。このと
きの吸入空気の流れを図中に白抜き矢印で模式的に示
す。

【００５３】外気から吸入された空気１００は、エアク
リーナ（図示省略）でろ過した後、その流量がエアフロ
ーセンサ３で計測されて、スロットルバルブ４の上流に
達する。吸入空気１００のごく一部は、スロットルバル
ブ４と主通路１２の内周壁面との間の僅かな隙間を通過
してスロットルバルブ４の下流の主通路１２内へ流入す
る（矢印１０２）。一方、吸入空気１００の大部分は、
スロットルバルブ１４の上流からＩＳＣバルブ１４を通
ってバイパス流路１３に流入後（矢印１０１）、バイパ
ス流路１３ａ，１３ｂのそれぞれから主通路１２に流出
する流れに分かれる。

【００５４】ここで、内燃機関１の始動および始動後の
所定期間は、集合管燃料噴射弁１５とポート燃料噴射弁
１０の燃料噴射動作の切り換え制御を行う。図７を用い
てその制御方法を説明する。

【００５５】内燃機関１の始動時において、燃焼室２５
で初爆が起きるまで、あるいは内燃機関１の回転速度が
所定の回転速度に達するまでの間は、ポート燃料噴射弁
１０を動作させて燃料を噴射する。その後、ポート燃料
噴射弁１０の燃料噴射動作を停止させて集合管燃料噴射
弁１５による燃料噴射動作に切り換えるが、その際、ポ
ート燃料噴射弁１０の動作期間と時間ΔＴ１だけオーバ
ーラップさせて集合管燃料噴射弁１５の動作を開始さ
せ、集合管燃料噴射弁１５からの燃料噴射を行う。この
時間ΔＴ１の間は、ポート燃料噴射弁１０と集合管燃料
噴射弁１５の両方から燃料を噴射する。このオーバーラ
ップの時間ΔＴ１は、集合管燃料噴射弁１５から噴射さ
れた燃料が燃焼室２５に到達するまでの輸送遅れの時間
である。オーバーラップの時間ΔＴ１を設けることによ
り、切り換えの際に生じる内燃機関１の発生トルクの段
差をなくすことができる。ΔＴ１の大きさは、集合管燃
料噴射弁１５の下流の吸気管の容積や内燃機関１の回転
速度によって変わり、容積が大きい程あるいは回転速度
が低い程、ΔＴ１を大きくするのが良い。特に、回転速
度に応じて、切り換え時の回転速度が低いときにはΔＴ
１を大きく、回転速度が高いときにはΔＴ１を小さくな
るように補正を加えることで、発生トルクの段差をより
一層小さくする制御が可能となる。

【００５６】また、ヒータ１８への通電開始を、集合管
燃料噴射弁１５の燃料噴射に先行させて行うと、集合管
燃料噴射弁１５から燃料噴射を始める時点のヒータ１８
の温度を燃料を気化させるのに必要な温度までに予め高
めておけるので、燃料の気化を促進することが可能とな
る。

【００５７】集合管燃料噴射弁１５の燃料噴射動作は、
所定の期間継続させる。例えば、内燃機関１の暖機期間
中、すなわち、内燃機関１の冷却水の水温が所定の温度
に達するまで継続させると良い。この集合管燃料噴射弁
１５による燃料噴射の目的は、三元触媒コンバータ２４
を暖機して早期に活性化することにある。三元触媒コン
バータ２４の温度を検出するセンサや三元触媒コンバー
タ２４を通過した排気の温度を検出するセンサを備える
場合には、センサが検出する温度が所定の値に上昇する
までの期間を、集合管燃料噴射弁１５の燃料噴射動作に
すると良い。

【００５８】三元触媒コンバータ２４の暖機が終了した
後は、集合管燃料噴射弁１５の燃料噴射動作を停止し
て、再び、ポート燃料噴射弁１０の燃料噴射動作に切り
換える。その際、集合管燃料噴射弁１５の噴射停止後か
らポート燃料噴射弁１０の噴射開始までの間に、両方の
燃料噴射弁の燃料噴射を停止する時間ΔＴ２を設ける。
これにより、切り換えの際に生じる内燃機関１の発生ト
ルクの段差をなくすことができる。この時間ΔＴ２は、
オーバーラップの時間ΔＴ１と同様の、集合管燃料噴射
弁１５から噴射された燃料が燃焼室２５に到達するまで
の輸送遅れの時間である。ΔＴ２の大きさは、ΔＴ１の
大きさと同様に、集合管燃料噴射弁１５の下流の吸気管
の容積や内燃機関１の回転速度に応じて制御すると良
い。

【００５９】このようなポート燃料噴射弁１０と集合管
燃料噴射弁１５の燃料噴射動作の切り換え制御を行うこ
とにより、次のような効果を得ることができる。すなわ
ち、内燃機関１の始動時にポート燃料噴射弁１０から燃
料を噴射することによって、集合管燃料噴射弁１５の燃
料噴射動作のみで始動を行う場合に比べて、始動に要す
る時間を短縮することができる。これは、ポート燃料噴
射弁１０から噴射された燃料はすぐに内燃機関１の燃焼
室２５に吸入されて燃焼が可能になるからであり、集合
管燃料噴射弁１５から燃焼室２５に燃料が到達するまで
の輸送遅れに相当する時間分だけ始動時間を短縮するこ
とができる。

【００６０】次に、図７(ｂ)および(ｃ)を用いて、集合
管燃料噴射弁１５が燃料噴射動作中の開閉弁の制御信号
の与え方により、燃料の微粒化をより一層促進する方法
を説明する。

【００６１】図７(ｂ)では、集合管燃料噴射弁１５の開
弁の制御信号を所定の周期Ｔで繰り返し与えている。こ
こでいう所定の周期とは、例えば、内燃機関１の各気筒
の吸気行程上死点に同期した周期等である。集合管燃料
噴射弁１５から噴射する燃料の量は、開弁の制御信号が
与えられている時間に概ね比例するので、燃料噴射量を
多くする場合には開弁時間の長い制御信号を与え、少な
くする場合には開弁時間の短い制御信号を与える。すな
わち、制御信号のデューティ制御によって燃料噴射量を
制御しており、所定の周期Ｔの間に、連続した１回の燃
料噴射が行われ、燃料噴射中の気液比は一定となる。

【００６２】一方、図(ｃ)では、前記所定の周期Ｔの間
に集合管燃料噴射弁１５から噴射する燃料の量は図(ｂ)
の場合と等しいが、周期Ｔの間に、間欠的に複数回の燃
料噴射を行わせている。このときも燃料噴射中の気液比
は図(ｂ)の場合と等しくなるが、短い噴射の後の閉弁中
にも円孔４６から空気は流出し続けているので、期間
Ｔ'で考えると、燃料に対して供給される空気の比率は
図(ｂ)の場合に比べて大きくなる。すなわち、間欠的な
噴射を行うことによって、燃料に混合させる空気の量を
高めることができ、その結果、燃料の微粒化をより一層
促進させることが可能になると共に、空気による燃料の
搬送能力を高めることができる。なお、このときに集合
管燃料噴射弁１５に与える制御信号を見ると、内燃機関
１の回転速度が等しい場合にポート燃料噴射弁１０に与
える制御信号のＯＮ−ＯＦＦの周期と比べて、短い周期
のＯＮ−ＯＦＦ信号が観察される。

【００６３】図５(ａ)に示すように、ヒータ１８にはバ
ッテリおよびオルタネータ等の発電機から一定の電圧が
印加される。このとき、ヒータ１８に流れる電流は、同
図(ｂ)に示すように時間とともに変化する。すなわち、
この実施の形態では、ヒータ１８としてＰＴＣヒータを
用いているので、通電開始直後でヒータ１８の温度が低
いときにはその抵抗値が小さく、大きな電流がヒータ１
８に流れ込む。ヒータ１８の温度が上昇するのに伴っ
て、ヒータ１８の抵抗は加速度的に大きくなるので、電
流はピークを迎えた後に減少し、最終的には、ヒータ１
８から奪われる熱量と均衡する熱量を発生する電流値に
落ち着く。図(ｂ)中の実線は、この実施の形態において
得られる作用によって実現されるータ１８に流れる電流
の時間変化を示しており、その特徴を、従来の装置の場
合を示す破線と比較して以下に説明する。 (１)ヒータ１８を小型化してヒータ自身の熱容量を低減
しているために、ピーク電流を下げることができる。ま
た、ピーク電流に早く到達させることができる（換言す
ると、早くヒータ温度を上昇させることができる）。更
に、ヒータ１８の表面積が小さくなるためにそこから放
熱される熱量が減り、その分の電流を下げることができ
る。 (２)燃料噴霧の微粒化を促進させてその大部分を空気に
よって搬送することができるようにしているので、ヒー
タ１８に到達する燃料が少なくなり、燃料の気化熱に相
応するヒータ電流を下げることができる。 (３)搬送空気通路４５から主通路１２に流出する多量の
空気を直接ヒータ１８に衝突させないようにしているの
で空気に奪われる熱量が低減し、その分の電流を下げる
ことができる。 (４)ヒータ１８の上流から流れてくる空気が該ヒータ１
８に直接当たらないように該ヒータ１８の上流に突起部
２０をもうけているので、空気に奪われる熱量が低減
し、その分の電流を下げることができる。 (５)断熱材１９を配置してヒータ１８から主通路１２の
壁面に伝達される熱量を低減したことにより、その分の
電流を下げることができる。

【００６４】更に、主通路１２を形成するボディ１１を
金属ではなく樹脂で構成すれば、主通路１２への熱伝達
はしにくくなるため、ヒータ電流をより一層下げること
が可能となる。

【００６５】図６(ａ)は、燃料噴霧の粒径と燃焼の安定
性を維持したまま遅くできる（リタードできる）点火時
期の限界との関係を示す図である。この実施の形態で得
られる燃料噴霧の粒径は非常に小さいために、膨張行程
に入るまで点火時期を大きくリタードさせることが可能
となる。膨張行程で点火を行うと燃焼室内の燃焼ガスが
膨張する割合が減るために、燃焼ガスが膨張仕事によっ
て消費する熱量が少なくなり、高温を保ったままの燃焼
ガスを排気管に排出することができる。つまり、図６
(ｂ)に示すように、点火時期をリタードして高温の燃焼
ガスを排出することによって三元触媒コンバータ２４を
急速に暖機することが可能になり、内燃機関１の始動
後、三元触媒コンバータ２４が活性化温度に達するまで
の時間を縮することができる。すなわち、図６(ｃ)に示
すように、三元触媒コンバータ２４の浄化作用が早期に
開始されるので、内燃機関１の始動後に排出されるＨＣ
の量を大幅に低減することができる。なお、三元触媒コ
ンバータ（触媒）２４の早期暖機により、ＨＣのみなら
ず、ＮＯｘ，ＣＯの低減も可能である。

【００６６】また、集合管燃料噴射弁１５は、吸気集合
管６の上流に装着される吸気制御装置１１０におけるボ
ディ１１の主通路１２のスロットルバルブ４の下流に開
口する凹部１６１の奥に燃料噴射孔を臨ませた燃料噴射
弁である。であり、吸気集合管６の上流に配置される燃
料噴射弁１５である。したがって、この集合管燃料噴射
弁１５から噴射する燃料絵噴霧１７は、凹部１６１内を
通過する間に微粒化が十分に促進されてから主通路１２
内に供給され、しかも、各気筒に到達するまでの吸入空
気との混合および微粒化の促進距離が長くなるために燃
料噴霧１７の各気筒への分配がより均一になる。

【００６７】次に、本発明の第２の実施の形態につい
て、図８を用いて説明する。

【００６８】図２に示した第１の実施の形態との主たる
違いは、燃料噴霧を搬送するための空気を流すバイパス
流路１３ｃの構成であり、その他の構成は第１の実施の
形態と同じであるので重複する説明を省略する。

【００６９】この実施の形態では、分岐入口部４３ａで
分岐したバイパス流路１３ｃは、スロットルバルブ４と
凹部１６１の間の主通路１２内に突出するようにボディ
１１ａに形成した分岐出口部６０ａに連通させる。この
分岐出口部６０ａは、主通路１２の軸流方向の下流側に
向けて開口している。つまり、分岐出口部６０ａから流
出した空気１０４は、円孔４６から噴射して凹部１６１
内で微粒化が促進した燃料噴霧１７が主通路１２に出て
くる部分で衝突（合流）する。このとき、分岐出口部６
０ａから流出する空気１０４は、ＩＳＣバルブ１４を通
過する空気の大部分を占めた多量であり、且つ、主通路
１２の軸流方向下流側を向いた流れであるので、燃料噴
霧１７は主通路１２の下流方向に向けて偏向させられて
搬送される。そして、燃料噴霧１７中の粒径の小さい液
滴は、空気１０４の流れに沿ってヒータ１８の下流方向
へ搬送することができる。また、燃料噴霧１７中の粗大
粒は、空気１０４の流れの影響をさほど受けずにヒータ
１８へ付着する。しかし、ヒータ１８に到達する燃料の
量は非常に少なくなり、ヒータ１８の小型化あるいはヒ
ータ１８を廃止することが可能となる。

【００７０】次に、本発明の第３の実施の形態につい
て、図９を用いて説明する。

【００７１】図２に示した第１の実施の形態との主たる
違いは、運転者のアクセルペダル操作に連動して動作す
るスロットルバルブ４の代わりに、電気的に開度を制御
する電子制御スロットルバルブ（以下、ＥＴＣバルブ）
５２を設置し、それに伴ってＩＳＣバルブ１４を廃止し
た点にある。ＥＴＣバルブ５２を用いると、内燃機関１
の始動時およびアイドリング運転時の吸入空気量を、Ｉ
ＳＣバルブ１４を用いなくとも制御することができるの
で、ＩＳＣバルブ１４は不要となる。また、搬送空気通
路４５ａの構成は、後述するごとく変更されている。そ
の他の構成は第１の実施の形態と同じであるので重複す
る説明を省略する。

【００７２】この実施の形態では、ＥＴＣバルブ５２の
回転軸５３と主通路１２の軸流方向とで形成される平面
内に、集合管燃料噴射弁１５の中心軸がほぼ含まれるよ
うに集合管燃料噴射弁１５，円孔４６および凹部１６１
をボディ１１ｂに配設している。また、ヒータ１８は、
集合管燃料噴射弁１５から噴射された燃料が到達する部
分、すなわち、集合管燃料噴射弁１５の中心軸（弁軸
心）を延長した線と主通路１２の壁面が交差する点の近
傍の該主通路１２の内壁面に配置しているので、これら
の交差する点は、ＥＴＣバルブ５２の回転軸５３と主通
路１２の軸流方向とで形成される平面内に含まれる。

【００７３】ここで、ＥＴＣバルブ５２の開放は、始動
時に始まり、内燃機関１が運転されている間はその開度
の大小の差こそあれ常に開いている。

【００７４】図９(ｂ)に示すように、ＥＴＣバルブ５２
を通過する空気１０２は、ＥＴＣ開口部５５の中央部を
通過する量が最も多く、ＥＴＣバルブ５２の回転軸５３
がある部分はほとんど流れない。したがって、ヒータ１
８が回転軸５３を含む面の主通路１２の下流側の近傍に
配置すると、ヒータ１８に当たる空気１０２の量は少な
くなり、この空気１０２によってヒータ１８が奪われる
熱量を小さく抑えることができ、ヒータ１８の消費電流
の低減が可能となる。また、かかる構成では、バイパス
流路１３に流れる空気１０１量と、ＥＴＣバルブ５２の
ＥＴＣ開口部５５の部分を流れる空気１０２の量との分
配がＥＴＣバルブ５２の開度によって調整することが可
能になるので、集合管燃料噴射弁１５から噴射される燃
料量と、この集合管燃料噴射弁１５が配設された円孔４
６から流出する空気量との分配比を制御することができ
ることになる。例えば、ＥＴＣバルブ５２の開度を多少
開くと、バイパス流路１３に流れる空気１０１の量が減
少する等、燃料に混合する空気１０３の量の比率が変わ
るので、燃料噴霧１７の微粒化の状態や気化の状態を変
化させることができる。すなわち、内燃機関１の運転状
態に応じて、微粒化状態や気化状態を制御することがで
きる。

【００７５】また、この実施の形態の搬送空気通路４５
ａの開口部は、図９（ｃ）に示すように、主通路１２の
軸流方向の中心軸線から距離Ｌだけオフセットして設け
ている。これにより、搬送空気通路４５ａから出口部６
０ｂを介して主通路１２に流出する空気１０４は、主通
路１２の湾曲した内壁面に沿って曲げられて旋回流５４
を形成する。このとき、旋回流５４の中心は圧力が下が
るために、微粒化空気出口４６を通過した集合管燃料噴
射弁１５から噴射された燃料噴霧１７と空気１０３は、
圧力の低い旋回流５４の中心に向かって誘引されて搬送
される。

【００７６】この構成は、第１の実施の形態で説明した
搬送空気通路４５を主通路１２内で対向して配置した場
合に比べて、燃料噴霧１７を主通路１２の中心軸線に沿
って誘引する作用が強いので、主通路１２の壁面への燃
料噴霧１７の付着を防止し易い。

【００７７】なお、搬送空気１０４で旋回流を生じさせ
る構成は、ＥＴＣバルブ５２との組み合わせである必要
はなく、第１の実施の形態のようにＩＳＣバルブを用い
る場合にも適用することができる。

【００７８】次に、本発明の第４の実施の形態につい
て、図１０を用いて説明する。

【００７９】この実施の形態も前述した第３の実施の形
態と同様に、ＥＴＣバルブ５２を主通路１２に配置して
いるが、ＥＴＣバルブ５２の空気通路の構成のための曲
面部２０１を主通路１２に形成した点と、冷却水３００
を循環するウォータジャケット３０１をヒータ１８周辺
に配置した点と、ヒータ１８の背面に設ける断熱材１９
を省略した点が異なる。その他の構成は第１の実施の形
態と同じであるので重複する説明を省略する。

【００８０】この実施の形態では、ＥＴＣバルブ５２の
回転軸５３と主通路１２の軸流方向とで形成される平面
に対して、主通路１２の中心軸の垂直平面内に、集合管
燃料噴射弁１５の中心軸がほぼ含まれるように集合管燃
料噴射弁１５，円孔４６および凹部１６１をボディ１１
ｃに配設している。

【００８１】次に、曲面部２０１の機能について説明す
る。ＥＴＣバルブ５２の所定開度までは、主通路１２の
曲面部２０１（主通路１２の内壁面）とＥＴＣバルブ５
２との間を閉じた状態でＥＴＣ通路部５５ａを形成す
る。このＥＴＣ通路部５５ａは、主通路１２内の凹部１
６１側（集合間燃料噴射弁１５が設けられる側）に形成
する。そして、反対側の主通路１２の内壁面は、回転軸
５３を軸として開閉するＥＴＣバルブ５２の外形の回動
軌跡とほぼ同じ曲率を持った曲面部２０１を開閉動作す
るＥＴＣバルブ５２の外周面の軌跡と所定の隙間をもつ
ように形成しておくことにより、所定のバルブ開度まで
は実質的な空気通路を形成しないように構成する。

【００８２】ここで、内燃機関１の始動および暖機運転
時は、ＥＴＣ通路部５５ａを主に用いて吸入空気量を制
御する。また、ＥＴＣ通路部５５ａを凹部１６１側に形
成しているために、このＥＴＣ通路部５５ａを通過する
空気１０２は、円孔４６から噴射されて凹部１６１内で
微粒化促進された燃料噴霧１７が主通路１２に出てくる
部分で該燃料噴霧１７と衝突し、燃料噴霧１７を主通路
１２の下流に向けて偏向して搬送する。従って、ヒータ
１８へ到達（付着）する燃料噴霧１７の量は非常に少な
くなる。

【００８３】次に、ヒータ１８の周辺のボディ１１ｃ内
に配設したウォータジャケット３０１の作用について説
明する。内燃機関１の始動および暖機時以外の運転状態
における急加速時や高速走行時等の運転領域では、燃料
を多量に必要とする。その際、ポート燃料噴射弁１０と
合わせて集合管燃料噴射弁１５より微粒化の促進された
燃料噴霧１７を噴射する。ヒータ１８の周辺に配設され
ているウォータジャケット３０１内を循環する冷却水３
００は、内燃機関１の暖機後には水温が数十℃まで達し
ており、その熱を利用して気化の促進を図ることができ
る。したがって、ヒータ１８への通電はあまり行う必要
がなく、ヒータ１８の容量を低減することが可能とな
る。

【００８４】また、急加速時や高速走行時に主通路１２
を含む吸気管内を流れる吸入空気の量および流速は、内
燃機関１の始動および暖機運転時に比べて非常に多く、
非常に速くなるために、集合管燃料噴射弁１５から噴射
されて微粒化促進された燃料噴霧１７および気化された
燃料蒸気は、効率よく燃焼室２５へ搬送することができ
る。

【００８５】なお、ヒータ１８の周辺にウォータジャケ
ット３０１を配設し、冷却水３００を循環させる実施の
形態は、本発明の全ての実施の形態に適応することがで
きる。また、この実施の形態では、バイパス流路１３の
吸入空気１０１を吸入空気１０３および１０４に分流し
たが、バイパス流路１３ｂ，整圧室４２および搬送空気
通路４５を形成せずに、吸入空気１０１の全てを整圧室
４１へ供給し、燃料噴霧１７の微粒化にのみ用いるよう
に構成しても良い。これにより、燃料噴霧１７の微粒化
および搬送能力を保持しつつ、構造が単純で小型および
生産性に優れた吸気制御装置１１を提供することができ
る。

【００８６】次に、本発明の第５の実施の形態につい
て、図１１を用いて説明する。

【００８７】図２に示した第１の実施形態との主たる違
いは、ボディ１１内に形成した搬送空気通路４５を変形
し、突起部２０を省略したことにある。その他の構成
は、第１の実施形態と同様であるので重複する説明を省
略する。

【００８８】この実施の形態は、ボディ１１ｄ内で整圧
室４２と主通路１２を連通する搬送空気通路４５ｂを、
主通路１２内の軸流方向に沿って所定の角度にて下流方
向に傾けて形成し、その出口部６０ｃを主通路１２内に
配設したヒータ１８に向けて開口するように形成してい
る。また、搬送空気通路４５ｂの出口部６０ｃの形状
は、図１１(ｂ)に示すように、所望の形状の通路面積を
持った構成としている。ここでは、長楕円形状に構成し
ており、長楕円の長径は、主通路１２に配設されたヒー
タ１８の幅とほぼ同じ長さにしている。

【００８９】なお、ヒータ１８は、スロットルバルブ４
の下流側の主通路１２内に設置し、集合管燃料噴射弁１
５の下流側に配設している。また、第１の実施の形態に
おいてヒータ１８の主通路１２内の上流側に配設してい
た突起部２０は、この実施の形態では省略している。

【００９０】集合管燃料噴射弁１５より噴射される燃料
噴霧１７は、円孔４６を一緒に通過する吸入空気１０３
によって凹部１６１内で微粒化を促進し、この燃料噴霧
１７をヒータ１８へ向けて主通路１２内へ供給する。

【００９１】一方、整圧室４２から搬送空気通路４５ｂ
を介して主通路１２内に供給される吸入空気１０４は、
ヒータ１８に向けて所定の角度と流速をもって流入す
る。

【００９２】ここで、微粒化された大部分の燃料噴霧１
７はヒータ１８に付着せずに、主通路１２および吸気管
内壁面に付着することなく燃焼室２５へ搬送される。一
方、ヒータ１８の表面に付着した粗大な粒子は、吸入空
気１０４を積極的に所定流速でヒータ１８に供給するこ
とにより、ヒータ１８の表面上で引き伸ばされるととも
に熱伝達が促進されて効率的に気化される。熱伝達が促
進されて効率的に気化が行われるのは、ヒータ１８にて
気化された燃料蒸気を吸入空気１０４によって効率的に
掃気・搬送するためである。また、主通路１２内のヒー
タ１８の上流側に突起部を形成していないために、上流
から流入する吸入空気もヒータ１８の表面上に供給さ
れ、ヒータ１８によって気化された燃料蒸気の掃気・搬
送を積極的に行うことになる。すなわち、吸入空気１０
４を積極的にヒータ１８へ供給することになるが、この
吸入空気１０４は、主として、ヒータ１８に付着した粗
大な粒子を該ヒータ１８の表面に沿って引き伸ばして気
化させ、気化した燃料蒸気を掃気・搬送するように働く
ので、この吸入空気１０４がヒータ１８の熱を奪って消
費電力を増加させるのを比較的抑制することができる。

【００９３】したがって、この実施の形態においては、
第１〜第４の実施の形態に比べて、ヒータ１８の消費電
力は多少多くなるが、他の作用効果は同様に得られる。
また、この実施の形態では、ＩＳＣバルブ１４を用いて
いるが、電気的にバルブ開度を制御するＥＴＣバルブ５
２を用いて内燃機関１の始動時およびアイドリング運転
時の吸入空気量を制御するように構成しても良い。

【００９４】次に、本発明の第６の実施の形態につい
て、図１２を用いて説明する。

【００９５】この実施の形態も図１０に示した第４の実
施の形態と同様に、ＥＴＣバルブ５２をボディ１１ｅの
主通路１２内に配置しているが、曲面部２０１ａを主通
路１２内の凹部１６１側に設けてＥＴＣ通路部５５ｂを
ヒータ１８側へ形成する点と、ヒータ１８の下流の整圧
室４２，搬送空気通路４５ｂ及びウオータジャケット３
０１を省略した点と、ヒータ１８の上流の突起部２０を
省略した点で相違する。その他の構成は、第４の形態と
同様であるので重複する説明を省略する。

【００９６】集合管燃料噴射弁１５より噴射した燃料噴
霧１７は、円孔４６を一緒に通過した吸入空気１０３に
よって凹部１６１内で微粒化の促進を図った後に主通路
１２内のヒータ１８に向けて供給する。主通路１２のヒ
ータ１８の上流側に形成するＥＴＣ通路部５５ｂを通過
する吸入空気１０２は、ヒータ１８の上を所望の流速で
通過する。そのとき、微粒化が促進された燃料噴霧１７
は、この吸入空気１０２によりヒータ１８の下流へ搬送
され、効率的に燃焼室２５へ供給される。また、吸入空
気１０２で搬送されない粗大粒は、吸入空気１０２を通
過してヒータ１８へ付着する。よって、ヒータ１８へ付
着する燃料噴霧１７の量は低減する。

【００９７】吸入空気１０２で搬送されない粗大粒は、
ヒータ１８に付着して気化される。ここで、吸入空気１
０２を積極的に所定の流速にてヒータ１８に供給するこ
とにより、ヒータ１８に付着した粗大粒は、吸入空気１
０２の流れに伴ってヒータ１８の表面上で引き伸ばされ
るとともに熱伝達が促進されることにより、効率的に気
化される。熱伝達が促進され効率的に気化が行われる理
由は、ヒータ１８にて気化された燃料蒸気を吸入空気１
０４が効率的に掃気・搬送することによる。

【００９８】この実施の形態では、燃料噴霧１７の一部
である粗大粒のみがヒータ１８へ付着するために、ヒー
タ１８の消費電力を比較的抑制することができる。よっ
て、ヒータ１８へ直接吸入空気を供給しない他の実施の
形態と比べて、ヒータ１８の消費電力は多少多くなる
が、その他の効果は同様に得られる。

【００９９】次に、本発明の第７の実施の形態につい
て、図１３を用いて説明する。

【０１００】図８に示した第２の実施の形態との主たる
違いは、燃料噴霧１７を搬送するための空気１０４を流
すバイパス流路１３ｄの構成と、燃料噴霧１７を気化す
るためのヒータ１８および断熱材１９の構成と、突起部
２０を省略した構成にある。その他の構成は、第２の実
施の形態と同様であるので重複する説明を省略する。

【０１０１】この実施の形態では、ボディ１１ｆ内で分
岐入口部４３ｂにおいて分岐したバイパス流路１３ｄ
は、スロットルバルブ４と凹部１６１の間の主通路１２
内に形成した分岐出口部６０ｄに連通する。この分岐出
口部６０ｄは、後述するヒータ１８へ向けて開口してい
る。つまり、分岐出口部６０ｄから流出した空気１０４
は、ヒータ１８へ向けて噴出する。ヒータ１８は、断熱
材１９と一体に形成して該断熱材１９により背面を覆っ
ているために、ヒータ１８からの発熱は、断熱材１９側
からは放熱されにくく、断熱材１９で覆われていないヒ
ータ１８の面から発熱の大半を放熱する。ヒータ１８
は、スロットルバルブ４の下流の主通路１２内の軸流に
沿って、主通路１２内を、凹部１６１側の通路１２ａ
と、相対する反対側の通路１２ｂに分割するように設置
する。

【０１０２】吸入空気１０４，燃料噴霧１７および吸入
空気１０３は、通路１２ａ内に面するように設けたヒー
タ１８へ向けて供給する。従って、通路１２ａ内を通過
する吸入空気１０４，燃料噴霧１７および吸入空気１０
３の流速は、この通路１２ａがその下流の主通路１２内
の通路面積に比べて絞られているために、速くなる。そ
して、通路１２ａのヒータ１８に向けられた燃料噴霧１
７は、ＩＳＣバルブ１４を通過する大部分を占める吸入
空気１０４にて効率的に主通路１２の下流に向けて搬送
される。

【０１０３】ここで、吸入空気１０４にて搬送されない
粗大粒のみがヒータ１８へ付着する。付着した粗大粒
は、吸入空気１０４を積極的に所定の流速で供給するこ
とにより、熱伝達が促進されて効率的に気化が行われ
る。これは、ヒータ１８にて気化された燃料蒸気を吸入
空気１０４が効率的に掃気・搬送するためである。すな
わち、吸入空気１０４を積極的にヒータ１８へ供給する
ことになるが、粗大粒がヒータ１８の表面に付着してい
ることにより、ヒータ１８の熱は、ヒータ１８の表面に
付着した粗大粒（燃料）の気化に消費されて吸入空気１
０４に奪われて消費される割合は減少し、消費電力も比
較的抑制することができる。

【０１０４】したがって、この実施の形態においては、
第１〜第４の実施の形態に比べて、ヒータ１８の消費電
力は多少多くなるが、他の作用効果は同様に得られる。
また、この実施の形態では、ＩＳＣバルブ１４を用いて
いるが、電気的にバルブ開度を制御するＥＴＣバルブ５
２を用いて内燃機関１の始動時およびアイドリング運転
時の吸入空気量を制御するように構成しても良い。

【０１０５】また、この実施の形態では、ヒータ１８を
スロットルバルブ４側に近づけることが好ましく、主通
路１２とスロットルバルブ４の隙間から漏れる吸入空気
１０２の一部をヒータ１８へ供給することにより、より
効率的に燃料噴霧１７を搬送することが可能となる。

【０１０６】次に、本発明の第８の実施の形態につい
て、図１４を用いて説明する。

【０１０７】図８に示した第２の実施の形態との主たる
違いは、燃料噴霧１７を気化するためのヒータ１８ａの
構成と、突起部２０を省略したことにある。その他の構
成は、第２の実施の形態と同様であるので重複する説明
を省略する。

【０１０８】この実施の形態では、ヒータ１８ａは、板
状ヒータであり、板状ヒータが凹部１６１の下流側の主
通路１２内に所定の間隔で複数枚積層状に配設した構成
である。したがって、所定の間隔で複数枚積層状に配設
した板状ヒータ１８ａと、主通路１２内を通過する吸入
空気１０４の流れは、平行な流れになる。また、板状ヒ
ータ１８ａの表面と凹部１６１にて微粒化されて供給さ
れる燃料噴霧１７の噴射方向は所定角度αをなしてい
る。

【０１０９】ここで、ヒータ１８ａ形状は、積層状ヒー
タのほかに格子形状，ハニカム形状等でもこの実施の形
態は成立する。

【０１１０】ボディ１１ｇの分岐出口部６０ａから主通
路１２内に流出した吸入空気１０４は、凹部１６１の部
分で微粒化された燃料噴霧１７が主通路１２内に出てく
る部分で該燃料噴霧１７に衝突（合流）する。このと
き、吸入空気１０４は、ＩＳＣバルブ１４を通過する空
気の大部分を占めた多量であり、かつ、主通路１２の軸
流方向の下流側を向いた流れであるので、燃料噴霧１７
は主通路１２の下流に向けて偏向させられて搬送され
る。

【０１１１】燃料噴霧１７中の粒径の小さい液滴は、空
気１０４の流れに沿って所定間隔の隙間をもって積層さ
れた各板状ヒータ１８ａの間の隙間を通過して該ヒータ
１８ａの下流方向へ搬送される。燃料噴霧１７中の粗大
粒は、吸入空気１０４の流れの影響をさほど受けずにヒ
ータ１８ａと燃料噴霧１７の噴射方向とでなす角度αに
てヒータ１８ａに衝突して付着する。

【０１１２】ここで、燃料噴霧１７は、吸入空気１０３
によって凹部１６１内で微粒化が促進されていることか
ら、燃料噴霧１７のほとんどがヒータ１８ａに衝突する
ことなく吸入空気１０４の流れに沿ってヒータ１８ａを
通過するために、ヒータ１８ａに付着する燃料の量は非
常に少なくなる。よって、ヒータ１８ａによる燃料の気
化に必要な消費電力を低減することができる。

【０１１３】更に、ヒータ１８ａを通過する吸入空気１
０４は、比較的流速が速いことから、ヒータ１８ａに付
着した燃料噴霧１７の気化促進を効果的に図ることがで
きる。これは、ヒータ１８ａの表面上に付着した燃料噴
霧１７が該ヒータ１８ａの表面上で液膜化したのち、液
膜が吸入空気流によってヒータ１８ａの表面上で引き伸
ばされるとともに熱伝達が促進されて効果的に気化さ
れ、燃料蒸気を吸入空気１０４が効果的に掃気・搬送す
ることによる。

【０１１４】次に、本発明の第９の実施の形態につい
て、図１５を用いて説明する。

【０１１５】図１０に示した第４の実施の形態との主た
る違いは、燃料噴霧１７を気化するためのヒータ１８ｂ
の構成と、主通路１２内でＥＴＣ通路部５５ａの近傍に
凹部１６１を配設した点と、突起部２０，ウォータジャ
ケット３０１，冷却水３００，バイパス流路１３ｂ，整
圧室４２，搬送空気通路４５を省略したことにある。そ
の他の構成は、第４の実施の形態と同様であるので重複
する説明を省略する。

【０１１６】この実施の形態では、ボディ１１ｈに形成
した凹部１６１内にヒータ１８ｂを配設し、円孔４６お
よび凹部１６１内で微粒化した燃料噴霧１７の噴射方向
がヒータ１８ｂの表面に対して所定角度αとなる構成と
している。

【０１１７】ヒータ１８ｂは、第８の実施の形態と同様
に、板状ヒータを所定の間隔で複数枚積層状に配設した
積層状ヒータである。また、ヒータ形状は、積層状ヒー
タのほかに格子形状，ハニカム形状等でもこの実施の形
態は成立する。

【０１１８】ＥＴＣ通路部５５ａの下流近傍に凹部１６
１を形成しているために、ＥＴＣ通路部５５ａを通過し
た流入空気１０２は、凹部１６１に配設したヒータ１８
ｂへ集中して供給される。よって、円孔４６から噴射し
て凹部１６１内で微粒化促進した燃料噴霧１７は、凹部
１６１を通過する際にＥＴＣ通路部５５ａを通過してき
た吸入空気１０２と衝突（合流）する。このとき、吸入
空気１０２は、吸入空気１０３に比べ多量であり、吸入
空気１０２はヒータ１８ｂに向けて集中して供給される
ために、燃料噴霧１７中の粒径の小さい液滴は、空気１
０２の流れに沿って所定間隔の隙間をもって積層された
各板状ヒータ１８ｂの間を通過して該ヒータ１８ｂの下
流方向へ搬送される。

【０１１９】燃料噴霧１７中の粗大粒は、空気１０２の
流れの影響をさほど受けずにヒータ１８ａの表面と燃料
噴霧１７の噴射方向とでなす角度αにてヒータ１８ｂに
衝突して該ヒータ１８ｂに付着する。したがって、ヒー
タ１８ｂに付着する燃料の量は、燃料噴霧１７中の粗大
粒のみであり、非常に少ない。よって、ヒータ１８ｂに
よる燃料の気化に必要な消費電力を低減することができ
る。

【０１２０】更に、ヒータ１８ｂを通過する吸入空気１
０２は、比較的に流速が速く、ヒータ１８ｂに付着した
燃料噴霧１７の気化促進を効果的に図ることができる。
これは、ヒータ１８ｂの表面上に付着した燃料噴霧１７
がヒータ１８ｂの表面上で液膜化したのち、気流によっ
て液膜が引き伸ばされるとともに熱伝達が促進されて効
果的に気化が行われることによる。これは、ヒータ１８
ｂにて気化された燃料蒸気を吸入空気１０２が効果的に
掃気・搬送することによって起こる。

【０１２１】次に、本発明の第１０の実施の形態につい
て、図１６を用いて説明する。

【０１２２】図８に示した第２の実施の形態との主たる
違いは、バイパス流路１３から分岐するバイパス流路１
３ａと通路形成突起部４９を省略したボディ１１ｉとし
たことにある。よって、集合管燃料噴射弁１５を噴射弁
挿入部１６に挿入することにより両者間に形成される整
圧室４１がなくなる。通路形成突起部４９を省略したた
めに集合管燃料噴射弁１５の肩部５１は、噴射弁挿入部
１６の底部と当接し、ノズル４７は、円孔４６内に挿入
されてノズル４７の先端面が凹部１６１内に面する。ま
た、主通路１２内に形成する突起部２０を省略してい
る。その他の構成は、第２の実施の形態と同様であるの
で重複する説明を省略する。

【０１２３】この実施の形態では、燃料噴霧１７を微粒
化するためのバイパス流路１３ａ内を通過していた吸入
空気１０３がないために、吸入空気１０３による燃料噴
霧１７の微粒化促進は行われない。燃料噴霧１７の粒径
は、集合管燃料噴射弁１５からの噴射により決定され
る。

【０１２４】分岐出口部６０ａから流出した吸入空気１
０１は、集合管燃料噴射弁１５より噴射された燃料噴霧
１７が凹部１６１内を通過して主通路１２に出てくる部
分で該燃料噴霧１７と衝突（合流）する。このとき、吸
入空気１０１は、ＩＳＣバルブ１４を通過する全空気量
であり、主通路１２の軸流方向の下流を向いた流れであ
るので、燃料噴霧１７は主通路１２の下流に向けて容易
に偏向して搬送される。これにより、燃料噴霧１７中の
粒径の小さい液滴は、空気１０１の流れに沿ってヒータ
１８の下流方向へ搬送され、燃料噴霧１７中の粗大粒
は、空気１０１の流れの影響を受けずにヒータ１８へ付
着して気化される。したがって、ヒータ１８に付着する
燃料の量は、少なくなる。よって、ヒータ１８による燃
料の気化に必要な消費電力を低減することができる。

【０１２５】しかし、集合管燃料噴射弁１５より噴射さ
れる燃料噴霧１７は、微粒化空気を用いて微粒化促進し
た場合に比べて、燃料噴霧１７の微粒化が促進されてお
らず、ヒータ１８への付着量は多くなる。よって、ヒー
タ１８で消費する電気的エネルギーは大きくなる。しか
し、燃料噴霧１７に多量の吸入空気１０１を合流（衝
突）させるために、燃料噴霧１７中の小さい液滴は、ヒ
ータ１８へ付着することがなくなり、その分、ヒータ１
８で消費する電気的エネルギーを低減することができ
る。

【０１２６】また、分岐出口部６０ａを主通路１２内の
ヒータ１８を取付ける側の上流に配設すれば、ヒータ１
８の表面上を通過する吸入空気を集中することができ、
ヒータ１８の表面上を通過する吸入空気の流速が速くな
る。このように構成することにより、ヒータ１８の表面
上に付着した燃料噴霧１７が該ヒータ１８の表面上で液
膜化した後に、該液膜を空気流によって引き伸ばして熱
伝達を促進させて効果的に気化させることができる。こ
れは、ヒータ１８にて気化した燃料蒸気を吸入空気１０
２が効果的に掃気・搬送することにより起こる。

【０１２７】しかし、集合管燃料噴射弁１５より噴射さ
れる燃料噴霧１７は、微粒化促進のための空気を用いた
場合に比べて微粒化が促進されておらず、ヒータ１８へ
の付着量は多くなり、ヒータ１８が消費する電気的エネ
ルギーは大きくなる。

【０１２８】次に、本発明の第１１の実施の形態につい
て、図１７を用いて説明する。図１２に示した第６の実
施の形態との主たる違いは、バイパス流路１３と通路形
成突起部４９を省略したボディ１１ｊとしたことにあ
る。よって、集合管燃料噴射弁１５を噴射弁挿入部１６
に挿入することにより形成される整圧室４１がなくな
る。通路形成突起部４９をなくしたために、集合管燃料
噴射弁１５の肩部５１は、挿入部１６の底部に当接し、
ノズル４７は、円孔４６内に挿入されてノズル４７先端
面が凹部１６１内に面する。その他の構成は、第６の実
施の形態と同様であるので重複する説明を省略する。

【０１２９】この実施の形態では、燃料噴霧１７を微粒
化するためのバイパス流路１３内を通過していた吸入空
気１０１がないために、吸入空気１０１による燃料噴霧
１７の微粒化促進が行われない。燃料噴霧１７の粒径
は、集合管燃料噴射弁１５よりの噴射により決定され
る。ＥＴＣ通路部５５ｂから流入した吸入空気１０２
は、主通路１２内のヒータ１８上で集合管燃料噴射弁１
５より噴射された燃料噴霧１７と衝突（合流）する。こ
のとき、吸入空気１０２は、ＥＴＣバルブ５２を通過す
る全空気量であり、主通路１２の軸流下流方向に向いた
流れである。よって、燃料噴霧１７は、主通路１２の下
流側に向けて容易に偏向する。これにより、燃料噴霧１
７中の粒径の小さい液滴は、空気１０２の流れに沿って
ヒータ１８の下流方向へ搬送され、燃料噴霧１７中の粗
大粒は、空気１０２の流れの影響を受けずにヒータ１８
に付着する。したがって、ヒータ１８に付着する燃料の
量は、少なくなる。よって、ヒータ１８による燃料の気
化に必要な消費電力を低減することができる。

【０１３０】また、ヒータ１８の表面上を通過する吸入
空気１０２は、ＥＴＣ通路部５５ｂにて集中して通過す
るために、比較的流速が速い。よって、ヒータ１８の表
面上に付着した燃料噴霧１７がヒータ１８表面上で液膜
化した後に、空気流によって液膜が引き伸ばされるとと
もに熱伝達が促進されて効果的に気化される。これは、
ヒータ１８にて気化された燃料蒸気を吸入空気１０２が
効果的に掃気・搬送することによる。

【０１３１】しかし、集合管燃料噴射弁１５より噴射さ
れる燃料噴霧１７は、微粒化促進のための空気を用いた
場合に比べて微粒化が促進されておらず、ヒータ１８へ
の付着量は多くなり、ヒータ１８で消費する電気的エネ
ルギーは大きくなる。

【０１３２】次に、本発明の第１２の実施の形態につい
て図１８を用いて説明する。図９に示した第３の実施の
形態との主たる違いは、ＥＴＣバルブ５２の駆動用モー
タ２１０およびスロットルポジショニングセンサ（以
下、ＴＰＳという）２１１を吸気制御装置１１０のボデ
ィ１１ｋに一体的に装着した点と、集合管燃料噴射弁１
５ａのコネクタ１５ｂの形状の違いと、駆動用モータ２
１０，ＴＰＳ２１１，集合管燃料噴射弁１５ａおよびヒ
ータ１８と集合コネクタ２１２とを接続する配線（図中
太線）をボディ１１ｋ内に埋設したことにある。その他
の構成は、第３の実施の形態と同様であるので重複する
説明を省略する。

【０１３３】この実施の形態では、集合管燃料噴射弁１
５ａのコネクタ１５ｂの形状を変更し、ボディ１１ｋに
設けた噴射弁挿入部１６に集合管燃料噴射弁１５ａを挿
入することにより、コネクタ部１５ｂと集合コネクタ２
１２を接続する配線の接続が完成する構造とした。ま
た、ヒータ１８，駆動用モータ２１０およびＴＰＳ２１
１と集合コネクタ２１２は、各配線を介して接続してい
る。よって、コントローラ３２（図示省略）にて制御さ
れるボディ１１ｋに配設され各機器は、このボディ１１
ｋに設けた１つの集合コネクタ２１２を介して制御する
ことができるようになる。ここで、集合コネクタ２１２
は、ボディ１１ｋと一体的に構成している。また、ボデ
ィ１１ｋの少なくとも配線部分周辺もしくは全ては、非
導電性部材で形成している。例えば、非導電性であり、
剛性，耐熱性，耐摩耗性等に優れたＰＢＴ樹脂を用いる
と良い。なお、ＥＴＣバルブ５２と主通路１２との摺動
部分は、熱変形の少ないアルミ等の部材を用いるとより
信頼性を高くすることができる。

【０１３４】また、集合コネクタ２１２は、コントロー
ラ３２（図示省略）からの制御信号により、内燃機関１
の運転状況に応じて、ボディ１１ｋに配設した各機器を
制御するように接続する。

【０１３５】以上の構成により、ボディ１１ｋに配設す
る各機器のコネクタを集合コネクタ２１２に集約するこ
とができ、各配線をボディ１１ｋに埋め込んで形成する
ことができるために、配線の信頼性を向上することがで
きると共に、吸気制御装置１１０の組み立て性，内燃機
関への搭載性の向上を図ることができる。更に、各配線
は、非導電性材料内に埋め込まれることになるために、
配線の漏電等も発生せずに安全性も向上する。

【０１３６】なお、この実施の形態の特徴は、前述した
各実施の形態に適用可能であり、たとえば、ＩＳＣバル
ブ１４をボディ１１に一体化した場合にも適用すること
が可能である。

【０１３７】以上、前述した各実施の形態で用いる集合
管燃料噴射弁１５は、１つの燃料噴射孔を備えた１穴ノ
ズル燃料噴射弁を採用したが、燃料噴霧１７の形状制御
および微粒化を促進するためには、多数の燃料噴射孔を
設けた多穴ノズル燃料噴射弁が好ましい。また、燃料噴
霧の形状制御には、ノズル先端の燃料噴射孔の出口側を
切り欠いた切り欠きノズルやスリット溝を形成したスリ
ットノズル燃料噴射弁が好ましい。

【０１３８】図１９を用いて、各ノズル形状による燃料
噴霧の形状，ヒータへの噴霧付着形状の違いにつき説明
する。

【０１３９】１穴ノズル４７の場合には、燃料噴射孔７
０から噴射する燃料噴霧１７は、コーン状の噴霧形状に
なる。よって、噴孔先端形状とＡおよびＢ方向矢視図の
噴霧形状は、対称的であり、燃料噴霧１７の最外角θ１
およびθ２は、同様の角度である。そして、ヒータ１８
の表面への燃料噴霧１７の付着形状もほぼ円形である。
ただし、塗りつぶし領域のように、集合管燃料噴射弁１
５と主通路１２の中心軸の取付け角度αによって、ヒー
タ１８へ付着する燃料噴霧１７の付着形状は長楕円形状
となる。

【０１４０】多穴ノズル４７ａの場合には、燃料噴射孔
７０の下流に複数の小さな噴孔８１が穿かれた多穴板８
０が配設される。各噴孔８１は、燃料噴射孔７０に比べ
非常に小さい。よって、噴孔８１より噴射される燃料噴
霧１７の粒径は、１穴の燃料噴射孔７０より噴射される
噴霧の粒径に比べ小さくなる。よって、燃料噴霧１７の
貫通力は小さくなり、噴霧到達距離（以下、ペネトレー
ションと記す）が短くなる。また、多穴板８０に穿かれ
た噴孔８１に方向性を持たせることにより、各噴孔８１
より噴射する噴霧の方向性を制御することができるため
に、比較的容易に、燃料噴霧１７の角度を所望の値に設
定することができる。よって、噴霧角θ１およびθ２を
容易に設定することができるために、ヒータ１８の表面
上への燃料噴霧１７の付着形状も任意に設定することが
できる。たとえば、多穴ノズルの欄の下段記載のヒータ
１８部の塗りつぶし領域を点線内で囲まれた領域に設定
することも可能となる。これらにより、１穴ノズルと比
べ、燃料噴霧１７の粒径を小さくすることができ、ペネ
トレーションも短くすることができ、更にヒータ１８へ
の燃料噴霧１７の付着領域も広くすることができるため
に、ヒータ１８に付着した燃料に該ヒータ１８からの熱
を効率よく伝えることができ、燃料の気化を促進かるこ
とができる。

【０１４１】切り欠きノズル４７ｂの場合には、ノズル
４７ｂの先端を斜線で示す切り欠き部７１のごとく燃料
噴射孔７０の一部を含めて所定深さで切り欠くことによ
り、偏向噴霧の生成を実現することができる。この場
合、燃料噴霧１７の粒径は、１穴ノズルから噴射された
燃料噴霧と比べて数μｍ程度大きくなる。しかし、切り
欠き部７１の形成により、燃料噴霧１７の偏向が可能と
なり、燃料噴霧１７のペネトレーションを短くすること
ができる。更に、ヒータ１８の表面への燃料噴霧１７の
付着形状を１穴ノズルに比べ広くすることができるため
に、ヒータ１８からの熱を効率よく付着燃料に伝えるこ
とができるために燃料の気化を促進することができる。

【０１４２】スリットノズル４７ｃの場合には、ノズル
４７ｃの先端を斜線で示すスリット溝７２のように、燃
料噴射孔７０上を通るように所定の幅と深さでスリット
溝７２を設けることにより、燃料噴霧１７を偏平にする
ことができる。切り欠きノズル４７ｂと同様、燃料噴霧
１７の粒径は、１穴ノズルから噴射される燃料噴霧に比
べ数μｍ程度大きくなる。しかし、スリット溝７０によ
り燃料噴霧１７を偏平にすることにより、燃料噴霧１７
のペネトレーションが短くすることができる。更に、ヒ
ータ１８の表面への燃料噴霧１７の付着形状を１穴ノズ
ルに比べ広くすることができるために、ヒータ１８から
の熱を効率よく付着燃料へ伝えることができ、燃料噴霧
１７の気化を促進することができる。

【０１４３】以上に述べた、各種のノズル形状により、
燃料噴霧１７のペネトレーションを抑制することがで
き、噴霧形状を容易に所望の形状に設定することができ
るために、ヒータの表面への噴霧付着形状を所望の形状
に設定することができ、ヒータ１８から該ヒータ１８に
付着した燃料への熱の伝達を向上そせて噴霧の気化促進
を効率的に行うことができる。そして、このような各種
ノズルの各種の集合管燃料噴射弁１５を選択的に採用す
ることにより、各種のエンジンに好ましい特性の吸気制
御装置を構成することができる。

【０１４４】以上に述べてきた本発明の総ての実施の形
態では、集合管燃料噴射弁１５から噴射される燃料噴霧
１７の平均粒径と吸気ポート８に配設されるポート燃料
噴射弁１０から噴射される燃料噴霧の平均粒径との関係
には、常に集合管燃料噴射弁１５より噴射される燃料噴
霧１７の平均粒径の方が小さい関係にある。

【０１４５】更に、各気筒への燃料を噴射するポート燃
料噴射弁１０を吸気マニホールド７に備えた、いわゆる
ポート噴射の内燃機関１を例にとって説明したが、燃料
を内燃機関１の燃焼室２５内に直接噴射する、いわゆる
筒内噴射の内燃機関１に本発明を適用しても同様の効果
をあげることができる。

【０１４６】上述の各実施の形態は、スロットルバルブ
とその駆動機構を備えた燃料噴射装置であると考えるこ
ともできるし、燃料噴射装置を備えたスロットル装置
（吸気制御装置）と考えることもできる。いずれにして
も、燃料噴射装置とスロットル装置とが１つのボディ１
１に一体的な形態で吸気管に対して着脱可能に構成され
ているので、組立，調整，保守を容易に行うことができ
る。特に、電子制御スロットルでは、始動時におけるス
ロットルバルブの動作と燃料噴射装置の動作とを容易に
確認することができる。

【０１４７】上述の各実施の形態では、燃料噴霧１７
は、集合管燃料噴射弁１５から主流路に流入するまでの
間、燃料噴射孔の出口で合流する空気流によって通路壁
への付着を低減するように運ばれ、主流路に流入した後
は、主流路に流入した後の搬送空気によって、主流路壁
面への付着を低減するように運ばれる。すなわち、燃料
噴霧と搬送空気とは、互いに主流路に流入した後に合流
する。搬送空気は、主流路内で所望の方向性、例えば、
主流路に沿う方向性、或いは燃料気化装置に導く方向性
を有した状態で燃料噴霧と合流(衝突)する。

【０１４８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、１つないし２つの空気流により、暖機用の燃料噴霧
を微粒化して通路壁への付着量を低減するように気筒内
へ効率的に運ぶことができるので、暖機時に排出される
ＨＣの低減することができる吸気制御装置を実現するこ
とができる。また、搬送空気によって、燃料噴霧のヒー
タへの接触を適切にすることにより、燃料の気化に必要
な消費電力を低減することができる。

【０１４９】そして、このような吸気制御装置は、スロ
ットル弁を設置する主通路を形成するボディ内に一体的
に形成した空気通路と該ボディに嵌着した燃料噴射弁を
主体にしてユニット化しているので、製造および内燃機
関への着脱が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の吸気制御装置および
これを搭載した内燃機関のシステム構成図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態におけ吸気制御装置
を拡大して示すものであって、（ａ）は縦断側面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面矢視図、（ｃ）は燃料噴射
弁の先端近傍部分拡大図である。

【図３】図２（ａ）のＢ−Ｂ断面矢視図（ａ）、Ｃ−Ｃ
断面矢視図（ｂ）である。

【図４】燃料噴霧の微粒化特性を示す図であり、（ａ）
は燃料噴霧に衝突する空気と燃料噴射弁より噴射される
燃料噴霧との体積流量比である気液容積流量比に対する
平均粒径の関係を示したグラフ、（ｂ）は粒径分布を示
すグラフである。

【図５】ヒータへの電力供給特性を示す図であり、
（ａ）はヒータに加える電圧と時間の関係を示すグラ
フ、（ｂ）はヒータに流れる電流と時間の関係を表すグ
ラフである。

【図６】内燃機関の運転条件と排気特性とを示す図であ
り、（ａ）は燃料噴霧の平均粒径と点火時期の関係を示
す図、（ｂ）は点火時期と触媒の温度の関係を示す図、
（ｃ）は（ｂ）の触媒温度の上昇時間とＨＣの排出量の
関係を示す図である。

【図７】各燃料噴射弁の噴射タイミングと時間の関係を
示す図であり、（ａ）は集合管燃料噴射弁とポート燃料
噴射弁の切り換え動作のタイミングを示す図、（ｂ），
（ｃ）は集合管燃料噴射弁が動作中の開閉弁の制御信号
を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態の吸気制御装置を示
すものであり、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は（ａ）の
Ａ−Ａ断面矢視図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態の吸気制御装置を示
すものであり、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は（ａ）の
Ａ−Ａ断面矢視図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面矢視図
である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態の吸気制御装置を
示すものであり、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は（ａ）
のＡ矢印方向矢視図である。

【図１１】本発明の第５の実施の形態の吸気制御装置を
示すものであり、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は（ａ）
のＣ−Ｃ断面矢視図である。

【図１２】本発明の第６の実施の形態の吸気制御装置を
示す縦断側面図である。

【図１３】本発明の第７の実施の形態の吸気制御装置を
示すものであり、(ａ)は縦断側面図、（ｂ）は（ａ）の
Ａ−Ａ断面矢視図である。

【図１４】本発明の第８の実施の形態の吸気制御装置を
示す縦断側面図である。

【図１５】本発明の第９の実施の形態の吸気制御装置を
示す縦断側面図である。

【図１６】本発明の第１０の実施の形態の吸気制御装置
を示す縦断側面図である。

【図１７】本発明の第１１の実施の形態の吸気制御装置
を示す縦断側面図である。

【図１８】本発明の第１２の実施の形態の吸気制御装置
を示すものであり、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【図１９】本発明の吸気制御装置に適用する各種の燃料
噴射弁の噴孔先端形状の違いによる噴霧形状の説明図で
ある。

【符号の説明】

１…内燃機関、４…スロットルバルブ、１１…ボディ、
１２…主通路、１３…バイパス流路、１３ａ，１３ｂ…
バイパス流路、１４…ＩＳＣバルブ、１５…集合管燃料
噴射弁、１７…燃料噴霧、１８…ヒータ、２０…突起
部、４１，４２…整圧室、４６…微粒化空気出口、４４
…分岐出口、４５…搬送空気通路、５２…ＥＴＣバル
ブ、５３…回転軸、５５…ＥＴＣ通路部、１００…吸入
空気、１０３…吸入空気、１０４…吸入空気、１１０…
吸気制御装置、１６１…凹部。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 69/00 ３１０ Ｆ０２Ｍ 69/04 Ｂ Ｇ 69/04 Ｐ Ｆ０２Ｄ 33/00 ３１８Ｊ Ｆ０２Ｍ 69/00 ３５０Ｂ ３５０Ｈ (72)発明者 岡本 良雄 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 門向 裕三 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 小渡 武彦 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 宮島 歩 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 永野 正美 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 (72)発明者 市原 隆信 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 (72)発明者 佐伯 浩昭 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 染野 禎 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 Ｆターム(参考） 3G065 AA04 AA11 CA12 DA05 DA06 DA15 EA01 EA02 EA03 FA14 GA00 GA05 GA08 GA09 GA10 GA41 GA46 HA06 HA21 HA22 JA04 JA09 JA11 KA02 KA05

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の気筒内に空気を供給する主流路
   が形成され、該主流路内に空気流量を調整するスロット
   ルバルブを設けたボディと、このボディに嵌着されて前
   記主流路内に燃料を供給する燃料噴射弁とを備えた吸気
   制御装置において、 前記ボディは、前記スロットルバルブの下流側において
   ボディの外部と前記主流路内とを連通する開口部と、該
   開口部の開口面に対向させて燃料噴射弁を嵌着する取付
   部と、前記スロットルバルブの上流側の主流路から分岐
   し、前記開口部を通じて前記主流路内に連通する第１の
   バイパス流路と、前記スロットルバルブの上流側の主流
   路から分岐し、前記スロットルバルブよりも下流側であ
   って、前記開口部の上流側又は下流側の主流路内に連通
   する第２のバイパス流路とをボディ部材を加工して一体
   に成形したことを特徴とする吸気制御装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記ボディは、内燃機
   関に空気を供給する吸気管に対してスロットルバルブと
   一体で着脱可能に構成したことを特徴とする給気制御装
   置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記ボディは、前記燃
   料噴射弁から噴射される燃料噴霧の下流側の前記主流路
   内に位置し、発熱することによって燃料を気化する燃料
   気化装置を内蔵したことを特徴とする吸気制御装置。
4. 【請求項４】請求項１において、前記第２のバイパス流
   路の出口を前記主流路の内周面に周方向に沿って複数形
   成すると共に、該複数の出口を前記主流路の中心に対し
   てオフセットさせて配設したことを特徴とする吸気制御
   装置。
5. 【請求項５】請求項１において、前記燃料噴射弁の燃料
   噴射方向に位置する前記主流路の壁面にヒータを配設
   し、前記スロットルバルブの回転軸と前記燃料噴射弁の
   燃料噴射方向の中心軸とをほぼ同一平面内に配置したこ
   とを特徴とする吸気制御装置。
6. 【請求項６】請求項５において、前記スロットルバルブ
   は、バルブ開度を電気的に制御されるスロットルバルブ
   であることを特徴とする吸気制御装置。
7. 【請求項７】請求項３において、前記燃料気化装置周辺
   に内燃機関を循環する冷却水通路を配設したことを特徴
   とする吸気制御装置。
8. 【請求項８】請求項１において、前記燃料噴射弁は、デ
   ューティ比で決定される燃料噴射の１周期の間に短い周
   期で複数回の開弁を行わせることにより複数回に分けて
   燃料を噴射することを特徴とする吸気制御装置。
9. 【請求項９】各気筒に対してそれぞれ燃料を噴射する第
   １の燃料噴射弁と、この第１の燃料噴射弁よりも上流側
   において吸気経路に接続された吸気制御装置を備えた内
   燃機関において、 前記吸気制御装置は、請求項１〜８の１項に記載したよ
   うに構成したことを特徴とする内燃機関。