JP2002339771A - Air-fuel mixture injection system for internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel mixture injection system for internal combustion engine

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JP2002339771A
JP2002339771A JP2001143384A JP2001143384A JP2002339771A JP 2002339771 A JP2002339771 A JP 2002339771A JP 2001143384 A JP2001143384 A JP 2001143384A JP 2001143384 A JP2001143384 A JP 2001143384A JP 2002339771 A JP2002339771 A JP 2002339771A
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Japan
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air
fuel
valve
mixture
chamber
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Japanese (ja)
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Masaaki Kubo
賢明 久保
Akihiro Sakakida
明宏 榊田
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make high-pressure air cheaply for air-fuel mixture injection without adding an extra pressurizing means such as an air pump. SOLUTION: In a multiple cylinder engine 1, a combustion chamber of a specified cylinder #4 communicates with respective combustion chambers of other cylinders #1-#3, and compressed air obtained by stopping injection of fuel into the specified cylinder is utilized as the high-pressure air for the air-fuel mixture injection. An accumulating passage 11 extending from the combustion chamber of the specified cylinder is connected to a common rail 14 connected to an air-fuel mixture chamber of an air-fuel mixture injection valve 5. A poppet valve 12 is placed at an opening of the accumulating passage 11 to open and close according to operating condition.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の混合気
噴射システムに関し、詳細には、同システムにおいて混
合気の燃焼室内への噴射前に燃料と予め混合される高圧
空気の形成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air-fuel mixture injection system for an internal combustion engine, and more particularly, to the formation of high-pressure air that is premixed with fuel in the system before the air-fuel mixture is injected into a combustion chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料と空気とを予め混合して、燃料の気
化を促進させた混合気を燃焼室内に噴射する混合気噴射
手段を備える内燃機関として、従来より、特開平5−2
56230号公報に開示されるようなものがある。この
ものでは、燃焼室内に加圧下で燃料と空気との混合気を
噴射するための燃料・ガス混合装置が取り付けられる。
混合装置の一端に燃料噴射弁が連結し、燃料が供給され
る。そして、燃料との共通通路内に空気が導入され、燃
料と空気との混合気が形成される。混合気は、上記通路
末端に設けられた作動弁を介して燃焼室内に噴射され
る。
2. Description of the Related Art An internal combustion engine provided with a fuel / air mixture injection means for injecting a fuel / air mixture in advance into a combustion chamber by mixing fuel and air in which fuel vaporization has been promoted has conventionally been disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-2 / 1993.
There is one disclosed in Japanese Patent No. 56230. In this apparatus, a fuel / gas mixing device for injecting a mixture of fuel and air under pressure into a combustion chamber is attached.
A fuel injection valve is connected to one end of the mixing device to supply fuel. Then, air is introduced into the common passage with the fuel, and a mixture of the fuel and the air is formed. The air-fuel mixture is injected into the combustion chamber via an operating valve provided at the end of the passage.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな混合気噴射手段を用いて形成される混合気を圧縮行
程において噴射するには、燃料と混合される空気として
高圧空気を使用する必要がある。従って、空気を加圧す
るためにエアポンプ等が必要となって、コストアップを
招くという問題があった。
However, in order to inject the air-fuel mixture formed using such air-fuel mixture injection means in the compression stroke, it is necessary to use high-pressure air as the air mixed with the fuel. . Therefore, there is a problem that an air pump or the like is required to pressurize the air, resulting in an increase in cost.

【0004】そこで、本発明は、混合気の燃焼室内への
噴射前に燃料と予め混合される高圧空気を、エアポンプ
等の特別な加圧手段を付加することなく、既存の機関構
成を利用して廉価に形成することのできる内燃機関の混
合気噴射システムを提供することを目的とする。また、
本発明は、そのような混合気噴射システムを備える内燃
機関の運転状態に応じた制御手段を提供することを目的
とする。
Therefore, the present invention utilizes the existing engine configuration without adding a special pressurizing means such as an air pump to high-pressure air which is premixed with fuel before the fuel-air mixture is injected into the combustion chamber. It is an object of the present invention to provide a mixture injection system for an internal combustion engine which can be formed at low cost. Also,
An object of the present invention is to provide control means according to the operating state of an internal combustion engine provided with such a mixture injection system.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】このため、請求項1に記
載の発明に係る内燃機関の混合気噴射システムは、複数
の気筒を備える内燃機関において、これらの気筒のうち
特定気筒の燃焼室(筒内)と、該特定気筒を除く少なく
とも1つの気筒であって混合気噴射を行う対象である対
象気筒の燃焼室と、を連通する連通路と、該連通路に形
成された混合気室と、該混合気室内に燃料を噴射する燃
料噴射弁と、前記特定気筒の燃焼室と前記混合気室との
間で前記連通路を開閉する第1開閉弁と、前記混合気室
内の混合気を前記対象気筒の燃焼室内に噴射するための
噴射口を開閉する第2開閉弁と、前記混合気噴射を行う
べき所定の運転状態において、前記特定気筒への燃料供
給を停止するとともに前記第1開閉弁を所定の作動時期
に開く一方、それ以外の運転状態では、前記第1開閉弁
を閉じたままとする制御手段と、を含んで構成される。
For this reason, an air-fuel mixture injection system for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention includes an internal combustion engine having a plurality of cylinders. And a combustion chamber of at least one cylinder other than the specific cylinder and a combustion chamber of a target cylinder to which a fuel-air mixture is to be injected, and a fuel-air mixture chamber formed in the communication passage. A fuel injection valve for injecting fuel into the air-fuel mixture chamber, a first on-off valve for opening and closing the communication passage between the combustion chamber of the specific cylinder and the air-fuel mixture chamber, and a fuel-air mixture in the air-fuel mixture chamber. A second on-off valve for opening and closing an injection port for injecting the fuel into the combustion chamber of the target cylinder; and stopping the fuel supply to the specific cylinder and performing the first on-off operation in a predetermined operating state in which the mixture is to be injected. While opening the valve at the prescribed operating time, Outside the operating state, configured to include a control means for remains closed the first on-off valve.

【0006】請求項2に記載の発明に係る内燃機関の混
合気噴射システムは、前記連通路において、前記第1開
閉弁と前記混合気室との間の前記混合気室側の一側に、
前記混合気室と比べて充分容量の大きい畜圧室を形成し
たことを特徴とする。請求項3に記載の発明に係る内燃
機関の混合気噴射システムは、前記連通路において、前
記畜圧室と前記混合気室との間に、前記畜圧室から前記
混合気室へ向かう流れを許容する第1逆止弁を設けたこ
とを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an air-fuel mixture injection system for an internal combustion engine, wherein one side of the air-fuel mixture chamber between the first on-off valve and the air-fuel mixture chamber is provided in the communication passage.
A storage pressure chamber having a sufficiently large capacity as compared with the air-fuel mixture chamber is formed. An air-fuel mixture injection system for an internal combustion engine according to the invention according to claim 3, wherein a flow from the storage chamber to the air-fuel mixture chamber is provided between the storage chamber and the air-fuel mixture chamber in the communication passage. It is characterized in that an allowable first check valve is provided.

【0007】請求項4に記載の発明に係る内燃機関の混
合気噴射システムは、前記連通路において、前記第1開
閉弁と前記混合気室との間の前記第1開閉弁側の一側
に、前記特定気筒の燃焼室から前記混合気室へ向かう流
れを許容する第2逆止弁を設けたことを特徴とする。請
求項5に記載の発明に係る内燃機関の混合気噴射システ
ムは、前記特定気筒及び前記対象気筒のそれぞれに前記
燃料噴射弁とは別に燃料供給手段を備え、前記所定の運
転状態以外の運転状態において、前記制御手段が前記別
の燃料供給手段を制御して、各気筒に燃料が供給される
ことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an air-fuel mixture injection system for an internal combustion engine, wherein one side of the communication passage is provided between the first on-off valve and the air-fuel mixture chamber on the side of the first on-off valve. And a second check valve that allows a flow from the combustion chamber of the specific cylinder to the mixture chamber. An air-fuel mixture injection system for an internal combustion engine according to claim 5, wherein each of the specific cylinder and the target cylinder is provided with fuel supply means separately from the fuel injection valve, and an operating state other than the predetermined operating state , Wherein the control means controls the another fuel supply means to supply fuel to each cylinder.

【0008】請求項6に記載の発明に係る内燃機関の混
合気噴射システムは、前記制御手段が、運転状態が前記
所定の運転状態以外の運転状態から前記所定の運転状態
に移行した時からの移行期間において、前記別の燃料供
給手段による前記対象気筒への燃料供給を継続する一
方、該移行期間が経過した後に、これを停止するととも
に、前記第2開閉弁を制御して前記混合気室内の混合気
を噴射することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fuel / air mixture injection system for an internal combustion engine, the control means may include a controller for controlling the operation of the air-fuel mixture from when the operating state shifts from an operating state other than the predetermined operating state to the predetermined operating state. In the transition period, the fuel supply to the target cylinder by the another fuel supply unit is continued, and after the transition period has elapsed, the fuel supply is stopped and the second on-off valve is controlled to control the mixture chamber. Characterized by injecting an air-fuel mixture.

【0009】請求項7に記載の発明に係る内燃機関の混
合気噴射システムは、前記混合気室内の圧力若しくはこ
れに関連する前記連通路内の圧力を検出する検出手段を
備え、前記制御手段は、前記圧力が所定の作動許可圧力
以上となったときを、前記移行期間の終期と判定するこ
とを特徴とする。請求項8に記載の発明に係る内燃機関
の混合気噴射システムは、前記制御手段は、前記移行期
間の経過後において、前記圧力が所定の適正圧力範囲未
満であるときから該適正圧力範囲を超えるまでの作動時
期に前記第1開閉弁を開く一方、それ以外の非作動時期
には、前記第1開閉弁を閉じたままとすることを特徴と
する。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an air-fuel mixture injection system for an internal combustion engine, further comprising a detecting means for detecting a pressure in the air-fuel mixture chamber or a pressure in the communication passage associated therewith. When the pressure becomes equal to or higher than a predetermined operation permission pressure, the end of the transition period is determined. In the fuel-air mixture injection system for an internal combustion engine according to the invention of claim 8, the control means is configured to, after the transition period has elapsed, start from when the pressure is less than a predetermined appropriate pressure range and exceed the appropriate pressure range. The first on-off valve is opened at the operation timings up to and the first on-off valve is kept closed at other non-operation timings.

【0010】請求項9に記載の発明に係る内燃機関の混
合気噴射システムは、前記制御手段が、前記非作動時期
において、前記特定気筒の吸気弁を開いたままとするこ
とを特徴とする。請求項10に記載の発明に係る内燃機
関の混合気噴射システムは、前記制御手段が、前記移行
期間において、前記運転状態の移行時から所定の時期ま
では、前記第1開閉弁を閉じたままとすることを特徴と
する。
According to a ninth aspect of the present invention, in the fuel / air mixture injection system for an internal combustion engine, the control means keeps the intake valve of the specific cylinder open during the non-operation timing. In the fuel-air mixture injection system for an internal combustion engine according to the invention of claim 10, the control means keeps the first on-off valve closed during the transition period from the transition of the operating state to a predetermined timing. It is characterized by the following.

【0011】請求項11に記載の発明に係る内燃機関の
混合気噴射システムは、前記所定の時期が、前記特定気
筒の燃焼室内に残留する燃焼生成物が掃気されるまでの
時期であることを特徴とする。請求項12に記載の発明
に係る内燃機関の混合気噴射システムは、前記特定気筒
の排気通路に設けられて、排気ガスに含まれる燃焼生成
物の濃度を検出する検出手段を備え、前記制御手段は、
該検出手段からの検出信号に基づいて、前記所定の時期
を判定することを特徴とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the fuel-air mixture injection system for an internal combustion engine, the predetermined time is a time until the combustion products remaining in the combustion chamber of the specific cylinder are scavenged. Features. A mixture injection system for an internal combustion engine according to a twelfth aspect of the present invention includes a detection unit provided in an exhaust passage of the specific cylinder, the detection unit detecting a concentration of a combustion product contained in exhaust gas, and the control unit Is
The predetermined time is determined based on a detection signal from the detection means.

【0012】[0012]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、混合気
噴射を行うべき所定の運転状態において、特定気筒は、
燃料供給が停止されるので、吸入空気をそのまま排出す
るエアポンプを構成する。従って、このような運転状態
で第1開閉弁を開くことにより、特定気筒において形成
された加圧空気が混合気室内に送り込まれる。そして、
送り込まれた加圧空気は、燃料噴射弁から噴射された燃
料と混合して混合気を形成する。
According to the first aspect of the present invention, in a predetermined operating state in which the mixture is to be injected, the specific cylinder is
Since the fuel supply is stopped, an air pump for discharging the intake air as it is is configured. Therefore, by opening the first on-off valve in such an operating state, the pressurized air formed in the specific cylinder is sent into the air-fuel mixture chamber. And
The fed compressed air mixes with the fuel injected from the fuel injection valve to form an air-fuel mixture.

【0013】このように、本発明によれば、混合気噴射
前に燃料と予め混合される高圧空気を、内燃機関を構成
する一部の気筒をエアポンプとして利用して形成するこ
とができる。従って、そのための加圧手段を特別に付加
する必要がなく、廉価に混合気噴射を行うことができ
る。請求項2に記載の発明によれば、混合気室前に設け
られた畜圧室により、混合気室内に供給される高圧空気
の圧力を保持することができる。
As described above, according to the present invention, the high-pressure air premixed with the fuel before the fuel-air mixture injection can be formed by using a part of the cylinders constituting the internal combustion engine as an air pump. Therefore, it is not necessary to add any special pressurizing means, and the mixture can be injected at a low cost. According to the second aspect of the present invention, the pressure of the high-pressure air supplied into the air-fuel mixture chamber can be maintained by the storage chamber provided in front of the air-fuel mixture chamber.

【0014】請求項3に記載の発明によれば、畜圧室と
混合気室との間に設けられた第1逆止弁により、混合気
室内に空気を安定して供給することができる。請求項4
に記載の発明によれば、第1開閉弁と混合気室との間に
設けられた第2逆止弁により、第1開閉弁の機関回転に
応じた動作が不要となる。このため、第1開閉弁の制御
を簡素化することができる。
According to the third aspect of the present invention, air can be stably supplied into the air-fuel mixture chamber by the first check valve provided between the pressure storage chamber and the air-fuel mixture chamber. Claim 4
According to the invention described in (1), the second check valve provided between the first on-off valve and the air-fuel mixture chamber eliminates the need for the operation of the first on-off valve according to the engine rotation. For this reason, control of the first on-off valve can be simplified.

【0015】請求項5に記載の発明によれば、所定の運
転状態以外の運転状態において、特定気筒及び対象気筒
のいずれからも動力を得ることができる。このため、混
合気噴射では充分な出力の得られない、例えば、高負荷
運転状態に対応することができる。請求項6に記載の発
明によれば、運転状態の移行期間において対象気筒への
燃料供給が継続されるので、混合気噴射を行う際に、混
合気室内に供給される高圧空気が形成されるまでに動力
を維持することができる。
According to the fifth aspect of the invention, power can be obtained from either the specific cylinder or the target cylinder in an operating state other than the predetermined operating state. Therefore, it is possible to cope with, for example, a high-load operation state in which a sufficient output cannot be obtained by the mixture injection. According to the invention described in claim 6, the fuel supply to the target cylinder is continued during the transition period of the operating state, so that when the mixture is injected, the high-pressure air supplied to the mixture chamber is formed. By the time the power can be maintained.

【0016】請求項7に記載の発明によれば、運転状態
の移行後に、高圧空気を形成するための昇圧に充分な期
間を確保することができる。請求項8に記載の発明によ
れば、混合気噴射実施時において、混合気室内に供給さ
れる空気の圧力を適正圧力範囲内に容易に制御すること
ができる。請求項9に記載の発明によれば、混合気噴射
実施時において第1開閉弁の非作動時期に吸気弁が開い
たままとなるので、吸入空気の不要な圧縮を回避して、
エネルギーロスを減らすことができる。
According to the invention described in claim 7, it is possible to secure a sufficient period for boosting pressure for forming high-pressure air after the transition of the operating state. According to the eighth aspect of the present invention, the pressure of the air supplied into the air-fuel mixture chamber can be easily controlled within an appropriate pressure range when the air-fuel mixture is injected. According to the ninth aspect of the present invention, the intake valve is kept open at the time when the first on-off valve is not operated during the mixture injection, so that unnecessary compression of the intake air can be avoided.
Energy loss can be reduced.

【0017】請求項10に記載の発明によれば、運転状
態の移行時から移行期間における所定の時期まで、特定
気筒への燃料供給が停止されるとともに第1開閉弁が閉
じたままとされるので、この間に、その気筒を掃気する
ことができる。請求項11に記載の発明によれば、燃焼
生成物の掃気後に混合気室への加圧空気の供給が開始さ
れるので、燃焼生成物の連通路内壁や弁等への付着を防
止することができる。
According to the tenth aspect, the fuel supply to the specific cylinder is stopped and the first on-off valve is kept closed from the transition of the operating state to a predetermined time in the transition period. Therefore, during this time, the cylinder can be scavenged. According to the eleventh aspect, the supply of the pressurized air to the air-fuel mixture chamber is started after the scavenging of the combustion products, so that the combustion products are prevented from adhering to the inner wall of the communication passage, the valve, and the like. Can be.

【0018】請求項12に記載の発明によれば、加圧空
気の供給が開始される所定の時期として、燃焼生成物の
掃気完了時を容易に判定することができる。
According to the twelfth aspect, the completion of scavenging of the combustion products can be easily determined as the predetermined time at which the supply of the compressed air is started.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の実施の形態について説明する。図1は、本発明の一実
施形態に係る混合気噴射システムを含んで構成されるエ
ンジン1の構成を示したものである。ここでは、4気筒
エンジンを例に説明するが、本発明は、これ以外にも、
複数の気筒を備える限り2気筒及び6気筒等あらゆる多
気筒エンジンに適用することが可能である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an engine 1 including a mixture injection system according to an embodiment of the present invention. Here, a four-cylinder engine will be described as an example.
As long as a plurality of cylinders are provided, the present invention can be applied to any multi-cylinder engine such as a two-cylinder engine and a six-cylinder engine.

【0020】また、この例では、特定気筒として第4気
筒が選択されるとともに、対象気筒としてそれ以外の第
1〜3気筒が選択される。本発明によれば、特定気筒
は、他のいずれの気筒であってもよく、また、1つに限
らず、特定気筒として複数の気筒が選択されてもよい。
エンジン1において、第1〜3気筒の構成は次の通りで
ある。
In this example, the fourth cylinder is selected as the specific cylinder, and the other first to third cylinders are selected as the target cylinders. According to the present invention, the specific cylinder may be any other cylinder, and is not limited to one, and a plurality of cylinders may be selected as the specific cylinder.
In the engine 1, the configuration of the first to third cylinders is as follows.

【0021】これらの気筒では、吸気通路2に臨む燃料
噴射弁3とともに、燃焼室4の上部略中央に臨む混合気
噴射弁5が設けられる。吸気通路2に設置された燃料噴
射弁3は、燃料をポート部に向けて噴射するものであ
る。噴射された燃料は、吸気通路2に取り込まれた吸入
空気とともに吸気弁6による制御を受けて燃焼室4内に
導入され、均質な混合気を形成する。
In these cylinders, a fuel injection valve 3 facing the intake passage 2 and an air-fuel mixture injection valve 5 facing substantially the upper center of the combustion chamber 4 are provided. The fuel injection valve 3 installed in the intake passage 2 injects fuel toward the port. The injected fuel is introduced into the combustion chamber 4 under the control of the intake valve 6 together with the intake air taken into the intake passage 2 to form a homogeneous mixture.

【0022】一方、混合気噴射弁5は、後述するよう
に、その内部で予め形成された混合気を圧縮行程におい
て燃焼室4内に直接噴射することにより、混合気を層状
に形成するものである。燃料噴射弁3と混合気噴射弁5
とは、運転状態に応じて使い分けられ、電子制御ユニッ
ト(ECU)31からの制御信号に基づいて作動する。
On the other hand, the air-fuel mixture injection valve 5 forms the air-fuel mixture in a stratified form by directly injecting the air-fuel mixture formed beforehand into the combustion chamber 4 in the compression stroke, as described later. is there. Fuel injection valve 3 and mixture injection valve 5
Is used depending on the operation state, and operates based on a control signal from an electronic control unit (ECU) 31.

【0023】なお、その他の符号は、7が排気通路、8
が排気通路を燃焼室4に対して開閉する排気弁、9がピ
ストンである。図示してはいないが、第1〜3気筒に備
わる吸気弁6及び排気弁8は、カム等を用いた機械駆動
式であっても、ソレノイド等を用いた電磁駆動式であっ
てもよい。対して、第4気筒の構成は次の通りである。
In addition, other reference numerals 7 indicate an exhaust passage, 8
Is an exhaust valve for opening and closing the exhaust passage with respect to the combustion chamber 4, and 9 is a piston. Although not shown, the intake valves 6 and the exhaust valves 8 provided in the first to third cylinders may be of a mechanical drive type using a cam or the like, or may be an electromagnetic drive type using a solenoid or the like. On the other hand, the configuration of the fourth cylinder is as follows.

【0024】吸気通路2には、前述同様に、燃料噴射弁
3が設置されている。この燃料噴射弁3もECU31か
らの制御信号に基づいて作動し、燃焼室4内に均質な混
合気を形成するためのものである。第4気筒では、混合
気噴射弁は設けられておらず、燃焼室4に面して開口部
を形成する通路として、吸気通路2及び排気通路7の他
に、第3の通路(畜圧通路)11が設けられる。
The fuel injection valve 3 is provided in the intake passage 2 as described above. The fuel injection valve 3 also operates based on a control signal from the ECU 31 to form a homogeneous mixture in the combustion chamber 4. In the fourth cylinder, a mixture injection valve is not provided, and a third passage (storage passage) other than the intake passage 2 and the exhaust passage 7 is used as a passage facing the combustion chamber 4 and forming an opening. ) 11 are provided.

【0025】畜圧通路11の開口部には、第1開閉弁と
してのポペット弁(畜圧通路弁)12が設置され、この
弁12により、畜圧通路11が燃焼室4に対して開閉さ
れる。畜圧通路弁12は、ECU31からの制御信号を
受けるソレノイド式駆動装置13により制御され、後述
する所定の作動時期において開弁して、燃焼室4内(筒
内)の圧縮空気を畜圧通路11に逃がす。
A poppet valve (storage passage valve) 12 as a first opening / closing valve is provided at the opening of the storage passage 11, and the storage pressure passage 11 is opened and closed with respect to the combustion chamber 4 by this valve 12. You. The storage pressure passage valve 12 is controlled by a solenoid-type driving device 13 that receives a control signal from the ECU 31, opens at a predetermined operation timing described later, and supplies compressed air in the combustion chamber 4 (in the cylinder) to the storage pressure passage. Release to 11.

【0026】畜圧通路11は、第1〜3気筒に対する共
通空気通路(コモンレール)14に接続されており、こ
の通路14から空気分配通路15が延伸して、高圧空気
が各混合気噴射弁5に送り込まれる。ここで、コモンレ
ール14は、混合気噴射弁5内部の混合気室に比べて充
分大容量に形成されており、圧力貯蔵部として畜圧室を
構成する。
The storage pressure passage 11 is connected to a common air passage (common rail) 14 for the first to third cylinders, and an air distribution passage 15 extends from the passage 14 so that high-pressure air is supplied to each of the mixture injection valves 5. Sent to. Here, the common rail 14 is formed to have a sufficiently large capacity as compared with the air-fuel mixture chamber inside the air-fuel mixture injection valve 5 and constitutes a pressure storage chamber as a pressure storage unit.

【0027】以上の説明から明らかなように、本発明に
係る特定気筒及び対象気筒の間の連通路は、畜圧通路1
1、コモンレール(畜圧室)14、空気分配通路15及
び混合吸気噴射弁5内部の混合気室を含んで構成され
る。連通路におけるその他の符号は、16が第4気筒の
燃焼室4からコモンレール14に向かう流れを許容し、
その反対の流れを遮断する第1逆止弁であり、17がコ
モンレール14から各混合気噴射弁5の混合気室に向か
う流れを許容し、その反対の流れを遮断する第2逆止弁
である。
As is clear from the above description, the communication passage between the specific cylinder and the target cylinder according to the present invention is the storage pressure passage 1
1. It includes a common rail (storage chamber) 14, an air distribution passage 15, and an air-fuel mixture chamber inside the mixed intake injection valve 5. Other symbols in the communication passage allow 16 to flow from the combustion chamber 4 of the fourth cylinder toward the common rail 14,
A first check valve 17 shuts off the opposite flow. A second check valve 17 allows the flow from the common rail 14 toward the air-fuel mixture chamber of each air-fuel mixture injection valve 5 and shuts off the opposite flow. is there.

【0028】ECU31に入力される検出信号には、ア
クセル開度センサ41からのアクセル開度検出信号、ク
ランク角度センサ42からのエンジン回転数検出信号
(基準クランク角度信号又は単位クランク角度信号に相
当する)、コモンレール14の内部空間に面して設置さ
れた圧力センサ43からのコモンレール内部圧力検出信
号、及び第4気筒の排気通路7に面して設置されたHC
(炭化水素)濃度センサからのHC濃度検出信号が含ま
れる。
The detection signals input to the ECU 31 include an accelerator opening detection signal from an accelerator opening sensor 41 and an engine speed detection signal from a crank angle sensor 42 (corresponding to a reference crank angle signal or a unit crank angle signal). ), The common rail internal pressure detection signal from the pressure sensor 43 installed facing the internal space of the common rail 14, and the HC installed facing the exhaust passage 7 of the fourth cylinder.
The HC concentration detection signal from the (hydrocarbon) concentration sensor is included.

【0029】ECU31は、これらの検出信号を基に、
燃料噴射弁3、混合気噴射弁5及び畜圧通路弁駆動装置
13に対して制御信号を発生する。また、併せて、第4
気筒において設けられる吸気弁駆動装置18及び排気弁
駆動装置19に対して制御信号を発生する。図2は、本
実施形態において第1〜3気筒に設けられる混合気噴射
弁5の断面図である。同図を参照して混合気噴射弁5の
構造について簡単に説明すると、次の通りである。
[0029] The ECU 31 uses these detection signals to determine
A control signal is generated for the fuel injection valve 3, the air-fuel mixture injection valve 5, and the storage pressure passage valve driving device 13. In addition, the 4th
Control signals are generated for an intake valve driving device 18 and an exhaust valve driving device 19 provided in the cylinder. FIG. 2 is a cross-sectional view of the air-fuel mixture injection valve 5 provided in the first to third cylinders in the present embodiment. The structure of the air-fuel mixture injection valve 5 will be briefly described with reference to FIG.

【0030】混合気噴射弁5は、本体51内部に混合気
室52が形成されている。混合気室52は、空気導入孔
53及び空気分配通路15を介してコモンレール14と
連通するとともに、噴射口Iを介して燃焼室4(シリン
ダヘッド下面を一点鎖線4wで示す)と連通している。
先に説明した燃料噴射弁3とは別の混合気噴射用の燃料
噴射弁54が、混合気室52に臨んで設置されている。
燃料噴射弁54へは、燃料ポンプPにより燃料供給通路
55を介して燃料が送り込まれる。なお、符号56は、
ECU31との電気的接続用のコネクタである。
The mixture injection valve 5 has a mixture chamber 52 formed inside a main body 51. The air-fuel mixture chamber 52 communicates with the common rail 14 via the air introduction hole 53 and the air distribution passage 15 and communicates with the combustion chamber 4 (the lower surface of the cylinder head is indicated by a dashed line 4w) via the injection port I. .
A fuel injection valve 54 for injecting an air-fuel mixture other than the fuel injection valve 3 described above is provided facing the air-fuel mixture chamber 52.
Fuel is supplied to the fuel injection valve 54 by the fuel pump P via a fuel supply passage 55. Note that reference numeral 56 is
This is a connector for electrical connection with the ECU 31.

【0031】従って、混合気室52内へは、コモンレー
ル14から加圧空気が送り込まれるとともに、燃料噴射
弁54により燃料が噴射供給される。そして、形成され
た混合気が燃焼室4内に噴射口Iを介して噴射されるま
での間に、燃料の気化が促進される。噴射口Iには、第
2開閉弁としての針弁57が設置されており、この弁体
は、ECU31からの制御信号に基づいて電磁ソレノイ
ド58が励磁されることにより開弁する。ECU31
は、第1〜3気筒の圧縮行程においてソレノイド58を
励磁し、その気筒の燃焼室4内に層状の混合気が形成さ
れる。
Accordingly, pressurized air is sent from the common rail 14 into the air-fuel mixture chamber 52, and fuel is injected and supplied by the fuel injection valve 54. Then, before the formed air-fuel mixture is injected into the combustion chamber 4 through the injection port I, the vaporization of the fuel is promoted. A needle valve 57 as a second opening / closing valve is provided at the injection port I, and this valve element is opened by exciting an electromagnetic solenoid 58 based on a control signal from the ECU 31. ECU 31
Excites the solenoid 58 in the compression stroke of the first to third cylinders, and a stratified mixture is formed in the combustion chamber 4 of the cylinder.

【0032】次に、ECU31の制御内容について、図
3〜7のフローチャートを参照して説明する。図3は、
運転モード選択ルーチンのフローチャートである。S
(ステップ)1では、現在の運転状態が均質燃焼運転領
域にあるか否かを判定する。このため、ECU31は、
エンジン回転数Ne及びアクセル開度APOを読み込
み、例えば、高回転高負荷運転状態において均質燃焼運
転領域にあると判断する。
Next, the control contents of the ECU 31 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. FIG.
It is a flowchart of an operation mode selection routine. S
In (step) 1, it is determined whether or not the current operation state is in the homogeneous combustion operation region. For this reason, the ECU 31
The engine speed Ne and the accelerator opening APO are read, and for example, it is determined that the engine is in the homogeneous combustion operation region in the high rotation and high load operation state.

【0033】現在の運転状態が均質燃焼運転領域にある
と判定した場合には、S2へ進み、運転モードを均質運
転モードに設定する。均質運転モードでは、第1〜4気
筒の各燃料噴射弁3を作動させてポート噴射を行い、燃
焼室4内に均一な混合気を形成して均質燃焼を行わせ
る。本モードでは、一般的な均質燃焼エンジンと同等の
出力性能が得られる。
If it is determined that the current operation state is in the homogeneous combustion operation region, the process proceeds to S2, and the operation mode is set to the homogeneous operation mode. In the homogeneous operation mode, port injection is performed by operating the fuel injection valves 3 of the first to fourth cylinders, and a uniform mixture is formed in the combustion chamber 4 to perform homogeneous combustion. In this mode, output performance equivalent to that of a general homogeneous combustion engine is obtained.

【0034】S1で現在の運転状態が均質燃焼運転領域
にないと判定した場合には、S3へ進み、第4気筒の掃
気が必要であるか否かを判定する。均質燃焼運転領域以
外の運転領域においては、エンジン1に成層燃焼を行わ
せることとなる。このとき、第1〜3気筒の混合気噴射
弁5を作動させ、第4気筒を混合気噴射弁5への高圧空
気供給用のエアポンプとして機能させる。このような制
御を行う前に、第4気筒がエアポンプとして利用できる
状態にあるか否かを判定するのがS3である。
If it is determined in S1 that the current operation state is not in the homogeneous combustion operation region, the process proceeds to S3, and it is determined whether scavenging of the fourth cylinder is necessary. In an operation region other than the homogeneous combustion operation region, the engine 1 performs stratified combustion. At this time, the mixture injection valves 5 of the first to third cylinders are operated, and the fourth cylinder functions as an air pump for supplying high-pressure air to the mixture injection valves 5. Before performing such control, it is S3 that determines whether or not the fourth cylinder is in a state where it can be used as an air pump.

【0035】すなわち、第4気筒の燃焼室4内に燃焼生
成物が残留していると、この燃焼生成物が圧縮空気と一
緒にコモンレール14内に送り込まれ、通路のつまり
や、弁動作のしぶりの原因となる。畜圧通路11にフィ
ルタを設けておけばそのような問題は一時的には解消さ
れるが、フィルタが早期に目詰まりを起こしてしまう。
そこで、燃焼室4内に燃焼生成物が残留している間は、
エアポンプとしての利用を禁止する判断を行う。具体的
には、HC濃度センサ44からの検出信号が所定値より
大きい(第4気筒からの排気ガス中に未燃燃料が含まれ
ている)場合に、第4気筒の掃気が必要であると判断す
る。他の方法としては、運転状態が均質燃焼運転領域外
へ移行してからの累積エンジン回転数ΣNeが所定値以
下であるかによって判定したり、あるいは、移行後の経
過時間が所定時間以内であるかによって判定することが
できる。
That is, if combustion products remain in the combustion chamber 4 of the fourth cylinder, the combustion products are sent into the common rail 14 together with the compressed air, and the passage is blocked and the valve operates. It causes the first time. If a filter is provided in the storage passage 11, such a problem is temporarily solved, but the filter is clogged at an early stage.
Therefore, while combustion products remain in the combustion chamber 4,
A decision is made to prohibit use as an air pump. Specifically, when the detection signal from the HC concentration sensor 44 is larger than a predetermined value (exhaust gas from the fourth cylinder contains unburned fuel), scavenging of the fourth cylinder is necessary. to decide. As another method, it is determined whether or not the accumulated engine speed か ら Ne after the operating state shifts out of the homogeneous combustion operation range is equal to or less than a predetermined value, or the elapsed time after the shift is within a predetermined time. Can be determined.

【0036】S3で第4気筒の掃気が必要であると判定
した場合には、S4ヘ進み、運転モードを掃気運転モー
ドに設定する。掃気運転モードでは、第1〜3気筒の燃
料噴射弁3を作動させて、これらの気筒において引き続
き均質燃焼を行わせ、第4気筒では、燃焼室4内の燃焼
生成物を排気通路へ掃気するための運転が行われる。
If it is determined in S3 that scavenging of the fourth cylinder is necessary, the process proceeds to S4, and the operation mode is set to the scavenging operation mode. In the scavenging operation mode, the fuel injection valves 3 of the first to third cylinders are operated to continuously perform homogeneous combustion in these cylinders. In the fourth cylinder, combustion products in the combustion chamber 4 are scavenged to the exhaust passage. Operation is performed.

【0037】S3で第4気筒の掃気が必要でないと判定
した場合には、S5へ進み、コモンレール14内の空気
圧力Prailが混合気噴射弁5の作動許可圧力Pin
jより小さいか否かを判定する。空気圧力Prailが
作動許可圧力Pinjより小さい場合には、S6へ進
み、運転モードを畜圧運転モードに設定する。
If it is determined in S3 that scavenging of the fourth cylinder is not necessary, the process proceeds to S5, where the air pressure Prail in the common rail 14 is reduced to the operation permission pressure Pin of the mixture injection valve 5.
It is determined whether it is smaller than j. When the air pressure Prail is smaller than the operation permission pressure Pinj, the process proceeds to S6, and the operation mode is set to the storage pressure operation mode.

【0038】畜圧運転モードでは、第1〜3気筒の燃料
噴射弁3を作動させて、これらの気筒において均質燃焼
を行わせ、第4気筒では、圧縮行程で得られる圧縮空気
をコモンレール14へ送出する運転が行われる。S5で
空気圧力Prailが作動許可圧力Pinj以上である
と判定した場合には、S7へ進み、運転モードを成層運
転モードに設定する。
In the storage pressure operation mode, the fuel injection valves 3 of the first to third cylinders are operated to perform homogeneous combustion in these cylinders. The sending operation is performed. When it is determined in S5 that the air pressure Prail is equal to or higher than the operation permission pressure Pinj, the process proceeds to S7, and the operation mode is set to the stratified operation mode.

【0039】成層運転モードでは、混合気噴射弁5から
の混合気噴射により第1〜3気筒において成層燃焼を行
わせるとともに、第4気筒では、圧縮行程で得られる圧
縮空気をコモンレール14へ送出する運転が行われる。
なお、S1において運転状態が均質燃焼運転領域にない
と判定されてから、S5において空気圧力Prailが
作動許可圧力Pinj以上であると判定されるまでが、
本発明に係る「運転状態の移行期間」に相当する。
In the stratified operation mode, stratified charge combustion is performed in the first to third cylinders by injection of the air-fuel mixture from the air-fuel mixture injection valve 5, and compressed air obtained in the compression stroke is sent to the common rail 14 in the fourth cylinder. Driving is performed.
The period from when it is determined in S1 that the operating state is not in the homogeneous combustion operation region to when it is determined in S5 that the air pressure Prail is equal to or higher than the operation permission pressure Pinj is from
This corresponds to the “operating state transition period” according to the present invention.

【0040】次に、以上のようにして設定された運転モ
ードに応じた各デバイスの制御について説明する。図4
は、第1〜4気筒の吸気通路2に設置された燃料噴射弁
3の制御ルーチンのフローチャートである。S11で運
転モードが均質運転モードであると判定されると、S1
2へ進み、第1〜4の全気筒における燃料噴射弁3に対
して、所定のタイミングで燃料噴射を行わせる。これに
より、各燃焼室4で均質燃焼が行われる。
Next, control of each device according to the operation mode set as described above will be described. FIG.
5 is a flowchart of a control routine for the fuel injection valves 3 installed in the intake passages 2 of the first to fourth cylinders. If it is determined in S11 that the operation mode is the homogeneous operation mode, S1
Proceeding to 2, the fuel injection valves 3 in all the first to fourth cylinders are caused to perform fuel injection at a predetermined timing. Thereby, homogeneous combustion is performed in each combustion chamber 4.

【0041】運転モードが掃気運転モード(S13)又
は畜圧運転モード(S14)であれば、S15へ進み、
第4気筒についてのみ燃料噴射を停止させる。そして、
S16では、残りの第1〜3気筒について均質燃焼を継
続させるべく、対応の燃料噴射弁3を所定のタイミング
で作動させる。運転モードが成層運転モードであれば、
S17へ進み、第1〜4の全気筒について燃料噴射を停
止させる。
If the operation mode is the scavenging operation mode (S13) or the storage pressure operation mode (S14), the process proceeds to S15.
Fuel injection is stopped only for the fourth cylinder. And
In S16, the corresponding fuel injection valve 3 is operated at a predetermined timing in order to continue the homogeneous combustion for the remaining first to third cylinders. If the operation mode is the stratified operation mode,
Proceeding to S17, fuel injection is stopped for all of the first to fourth cylinders.

【0042】図5は、第1〜3気筒の各燃焼室4に臨ん
で設置された混合気噴射弁5の制御ルーチンのフローチ
ャートである。S21で運転モードが均質運転モードで
あると判定されると、S22へ進み、各混合気噴射弁5
を停止する。均質運転モード以外の運転モードでは、混
合気噴射による成層燃焼を行わせるべき運転状態にある
が、運転状態の移行期間では、前述のように、第4気筒
の掃気及びコモンレール14の畜圧のための運転が行わ
れる。
FIG. 5 is a flowchart of a control routine for the fuel-air mixture injection valve 5 installed facing the combustion chambers 4 of the first to third cylinders. If it is determined in S21 that the operation mode is the homogeneous operation mode, the process proceeds to S22, in which each of the mixture injection valves 5
To stop. In an operation mode other than the homogeneous operation mode, the engine is in an operation state in which stratified combustion by air-fuel mixture injection is to be performed. Is performed.

【0043】このため、運転モードが掃気運転モード
(S23)又は畜圧運転モード(S24)であれば、S
22ヘ進み、混合気噴射弁5の作動を引き続き停止させ
る。畜圧運転モードでは、コモンレール14内が昇圧さ
れるとともに、加圧空気が混合気室52内に送り込まれ
る。運転モードが成層運転モードであれば、S25へ進
み、第1〜3気筒の各混合気噴射弁5を圧縮行程中の所
定のタイミングで作動させて、燃焼室4内に燃料の気化
が促進された混合気を噴射する。
Therefore, if the operation mode is the scavenging operation mode (S23) or the storage pressure operation mode (S24), S
Proceeding to 22, the operation of the air-fuel mixture injection valve 5 is continuously stopped. In the storage pressure operation mode, the pressure in the common rail 14 is increased, and pressurized air is sent into the air-fuel mixture chamber 52. If the operation mode is the stratified operation mode, the process proceeds to S25, in which the mixture injection valves 5 of the first to third cylinders are operated at a predetermined timing during the compression stroke, and the vaporization of the fuel in the combustion chamber 4 is promoted. The mixture is injected.

【0044】図6は、第4気筒の燃焼室4と、畜圧室と
してのコモンレール14とを連通する畜圧通路11の開
閉用制御弁である畜圧通路弁12の制御ルーチンのフロ
ーチャートである。S31で運転モードが均質運転モー
ドであると判定されると、S32へ進み、畜圧通路弁1
2を閉弁させる。
FIG. 6 is a flow chart of a control routine of the storage pressure passage valve 12, which is a control valve for opening and closing the storage pressure passage 11, which communicates the combustion chamber 4 of the fourth cylinder with the common rail 14 as the storage pressure chamber. . If it is determined in S31 that the operation mode is the homogeneous operation mode, the process proceeds to S32, and the storage pressure passage valve 1
2 is closed.

【0045】均質運転モード以外の運転モードでは、混
合気噴射のために圧縮空気をコモンレール14内に送り
込む必要があるが、ここでは、運転状態の移行時から第
4気筒の掃気が開始される。このため、S33で運転状
態が掃気運転モードであると判定されると、S34へ進
み、畜圧通路弁12を引き続き閉弁させたままとする。
In an operation mode other than the homogeneous operation mode, it is necessary to send compressed air into the common rail 14 to inject the air-fuel mixture. Here, the scavenging of the fourth cylinder is started from the transition of the operation state. Therefore, if it is determined in S33 that the operation state is the scavenging operation mode, the process proceeds to S34, and the storage pressure passage valve 12 is kept closed.

【0046】S35で運転モードが畜圧運転モードであ
ると判定されると、S36へ進み、畜圧通路弁12を作
動させる。本実施形態では、畜圧通路11に逆止弁16
が設置されている。このため、燃焼室4内の圧力がコモ
ンレール14内の圧力より大きい場合にのみ圧縮空気が
送出される。逆に、コモンレール14内の圧力が燃焼室
4内の圧力がより大きくなったとしても、逆流は生じな
い。従って、畜圧通路弁12は、燃焼室4内の圧力に応
じて開閉動作させる必要はなく、本運転モードにおいて
常に開弁させたままでよい。但し、畜圧通路弁12が常
に開いたままであることにより吸気弁6や排気弁8の作
動を阻害するような場合には、圧縮行程中だけ開弁させ
る。
If it is determined in S35 that the operation mode is the accumulation mode, the process proceeds to S36, and the accumulation passage valve 12 is operated. In this embodiment, the check valve 16 is
Is installed. Therefore, compressed air is delivered only when the pressure in the combustion chamber 4 is higher than the pressure in the common rail 14. Conversely, even if the pressure in the common rail 14 becomes higher in the combustion chamber 4, no backflow occurs. Therefore, the storage pressure passage valve 12 does not need to be opened and closed according to the pressure in the combustion chamber 4, and may be kept open in this operation mode. However, in the case where the operation of the intake valve 6 and the exhaust valve 8 is hindered because the storage pressure passage valve 12 is always open, the valve is opened only during the compression stroke.

【0047】運転モードが成層運転モードであれば、S
37へ進み、図7に示すフローチャートに従って畜圧通
路弁12を作動させる。図7は、成層運転モードにおけ
る畜圧通路弁12の制御の他、吸気弁6及び排気弁8の
制御を併せて示している。図7に示すS41では、コモ
ンレール14内の空気圧力Prailが適正圧力範囲の
下限値Pminより小さいか否かを判定する。
If the operation mode is the stratified operation mode, S
Proceeding to 37, the accumulator passage valve 12 is operated according to the flowchart shown in FIG. FIG. 7 shows the control of the intake valve 6 and the exhaust valve 8 in addition to the control of the storage pressure passage valve 12 in the stratified operation mode. In S41 shown in FIG. 7, it is determined whether or not the air pressure Prail in the common rail 14 is smaller than the lower limit value Pmin of the appropriate pressure range.

【0048】空気圧力Prailが下限値Pminより
小さいと判定した場合には、S42へ進み、畜圧通路弁
12を作動させて、コモンレール14内に圧縮空気を送
り込む。ここでは、畜圧通路弁12は、逆止弁16によ
りコモンレール14からの逆流が防止されるので、他の
構成要素の正常な作動を阻害しない限り前述同様に常に
開弁させる。
If it is determined that the air pressure Prail is smaller than the lower limit value Pmin, the process proceeds to S42, where the storage pressure passage valve 12 is operated to send compressed air into the common rail 14. Here, since the backflow from the common rail 14 is prevented by the check valve 16, the storage pressure passage valve 12 is always opened as described above unless the normal operation of other components is hindered.

【0049】続くS43では、吸気弁6及び排気弁8を
通常通りに作動させる設定とする。S41で空気圧力P
railが下限値Pmin以上であると判定された場合
には、S44へ進み、これが上記適正圧力範囲の上限値
Pmaxより大きいか否かを判定する。空気圧力Pra
ilが上限値Pmax以下であると判定した場合には、
本ルーチンをリターンして、畜圧通路弁12、吸気弁6
及び排気弁8についての制御を継続する。すなわち、空
気圧力Prailが下限値Pminを下回ってから上限
値Pmaxを上回るまでは、畜圧通路弁12の作動が継
続されるとともに、吸気弁6及び排気弁8は通常通りに
作動する。
At S43, the intake valve 6 and the exhaust valve 8 are set to operate normally. Air pressure P at S41
If it is determined that the rail is equal to or larger than the lower limit value Pmin, the process proceeds to S44, and it is determined whether or not this is greater than the upper limit value Pmax of the appropriate pressure range. Air pressure Pra
When it is determined that il is equal to or less than the upper limit value Pmax,
Returning this routine, the storage pressure passage valve 12 and the intake valve 6
And the control of the exhaust valve 8 is continued. That is, from the time when the air pressure Prail falls below the lower limit value Pmin to the time when it exceeds the upper limit value Pmax, the operation of the storage pressure passage valve 12 is continued, and the intake valve 6 and the exhaust valve 8 operate as usual.

【0050】S44で空気圧力Prailが上限値Pm
axより大きいと判定した場合には、S45へ進み、畜
圧通路弁12を閉じて、コモンレール14への圧縮空気
の送出を停止する。このとき、続くS46で吸気弁6を
開いたままとし、排気弁8を閉じたままとする設定に切
り換えることにより、吸入空気の不要な圧縮を回避す
る。
At S44, the air pressure Prail is increased to the upper limit value Pm.
If it is determined that the pressure is larger than ax, the process proceeds to S45, where the storage pressure passage valve 12 is closed, and the delivery of the compressed air to the common rail 14 is stopped. At this time, unnecessary compression of the intake air is avoided by switching to a setting in which the intake valve 6 is kept open and the exhaust valve 8 is kept closed in the subsequent S46.

【0051】そして、次に空気圧力Prailが下限値
Pminを下回ったときに、畜圧通路弁12の作動を再
開させるとともに、吸気弁6及び排気弁8を通常作動に
復帰させる。以上に説明したように、本発明によれば、
混合気噴射弁5に供給される高圧空気を、内燃機関を構
成する一部の気筒をエアポンプとして利用して形成する
ことができる。従って、そのための加圧手段を特別に付
加する必要がなく、廉価に混合気噴射を行うことができ
る。
Next, when the air pressure Prail falls below the lower limit value Pmin, the operation of the storage pressure passage valve 12 is restarted, and the intake valve 6 and the exhaust valve 8 are returned to the normal operation. As described above, according to the present invention,
The high-pressure air supplied to the air-fuel mixture injection valve 5 can be formed by using a part of the cylinders constituting the internal combustion engine as an air pump. Therefore, it is not necessary to add any special pressurizing means, and the mixture can be injected at a low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る混合気噴射システム
を含んで構成されるエンジン1の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of an engine 1 including a mixture injection system according to an embodiment of the present invention.

【図2】同上システムを構成する混合気噴射弁の断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of an air-fuel mixture injection valve constituting the same system.

【図3】運転モード選択ルーチンのフローチャートFIG. 3 is a flowchart of an operation mode selection routine.

【図4】吸気通路2に設置された燃料噴射弁3の制御ル
ーチンのフローチャート
FIG. 4 is a flowchart of a control routine for a fuel injection valve 3 installed in an intake passage 2;

【図5】混合気噴射弁5の制御ルーチンのフローチャー
FIG. 5 is a flowchart of a control routine for a fuel-air mixture injection valve 5;

【図6】畜圧通路弁12の制御ルーチンのフローチャー
FIG. 6 is a flowchart of a control routine of the storage pressure passage valve 12.

【図7】成層運転モードにおける畜圧通路弁12、吸気
弁6及び排気弁8の制御ルーチンのフローチャート
FIG. 7 is a flowchart of a control routine for the storage pressure passage valve 12, the intake valve 6, and the exhaust valve 8 in the stratified operation mode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン 2…吸気通路 3…燃料噴射弁 5…混合気噴射弁 51…本体 52…混合気室 54…燃料噴射弁 57…針弁 58…電磁ソレノイド 6…吸気弁 7…排気通路 8…排気弁 11…畜圧通路 12…畜圧通路弁 13…畜圧通路弁駆動装置 14…畜圧室 15…空気分配通路 16,17…逆止弁 31…電子制御ユニット 41…アクセル開度センサ 42…クランク角度センサ 43…圧力センサ 44…HC濃度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine 2 ... Intake passage 3 ... Fuel injection valve 5 ... Air-fuel mixture injection valve 51 ... Body 52 ... Air-fuel mixture chamber 54 ... Fuel injection valve 57 ... Needle valve 58 ... Electromagnetic solenoid 6 ... Intake valve 7 ... Exhaust passage 8 ... Exhaust Valve 11 ... storage pressure passage 12 ... storage pressure passage valve 13 ... storage pressure passage valve drive device 14 ... storage pressure chamber 15 ... air distribution passage 16, 17 ... check valve 31 ... electronic control unit 41 ... accelerator opening degree sensor 42 ... Crank angle sensor 43 ... Pressure sensor 44 ... HC concentration sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G066 AA01 AB02 AD01 AD05 BA05 CA38 CB12 CC06T CC45 CC53 CD03 CE15 DA06 DB15 DC17 DC18 3G092 AA01 AA06 AA13 AB02 BB08 BB10 CA04 CA07 CB02 CB05 CB08 DA01 DA03 DA11 DD01 DE04Y DE05Y DE10Y DE11Y DE14Y DF02 DF03 DF04 DF05 DF09 DG01 EA11 FA24 FA50 HA13Z HB03Z HB09Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page F term (reference) DF02 DF03 DF04 DF05 DF09 DG01 EA11 FA24 FA50 HA13Z HB03Z HB09Z

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の気筒を備える内燃機関において、こ
れらの気筒のうち特定気筒の燃焼室と、該特定気筒を除
く少なくとも1つの気筒であって混合気噴射を行う対象
である対象気筒の燃焼室と、を連通する連通路と、 該連通路に形成された混合気室と、 該混合気室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、 前記特定気筒の燃焼室と前記混合気室との間で前記連通
路を開閉する第1開閉弁と、 前記混合気室内の混合気を前記対象気筒の燃焼室内に噴
射するための噴射口を開閉する第2開閉弁と、 前記混合気噴射を行うべき所定の運転状態において、前
記特定気筒への燃料供給を停止するとともに前記第1開
閉弁を所定の作動時期に開く一方、それ以外の運転状態
では、前記第1開閉弁を閉じたままとする制御手段と、
を含んで構成される内燃機関の混合気噴射システム。
In an internal combustion engine having a plurality of cylinders, combustion of a combustion chamber of a specific cylinder among these cylinders, and combustion of at least one cylinder other than the specific cylinder, which is a target cylinder to which a mixture injection is performed, is performed. A communication passage that communicates with the chamber; a fuel-air mixture chamber formed in the communication passage; a fuel injection valve that injects fuel into the fuel-air mixture chamber; and a combustion chamber of the specific cylinder and the fuel-air mixture chamber. A first on-off valve for opening and closing the communication passage, a second on-off valve for opening and closing an injection port for injecting the air-fuel mixture in the air-fuel mixture chamber into the combustion chamber of the target cylinder, and performing the air-fuel mixture injection. In a predetermined operating state, control is performed to stop fuel supply to the specific cylinder and open the first on-off valve at a predetermined operation timing, while keeping the first on-off valve closed in other operating states. Means,
An air-fuel mixture injection system for an internal combustion engine comprising:
【請求項2】前記連通路において、前記第1開閉弁と前
記混合気室との間の前記混合気室側の一側に、前記混合
気室と比べて充分容量の大きい畜圧室を形成したことを
特徴とする請求項1に記載の混合気噴射システム。
2. A pressure storage chamber having a capacity sufficiently larger than that of the air-fuel mixture chamber is formed on one side of the air-fuel mixture chamber between the first on-off valve and the air-fuel mixture chamber in the communication passage. The fuel-air mixture injection system according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記連通路において、前記畜圧室と前記混
合気室との間に、前記畜圧室から前記混合気室へ向かう
流れを許容する第1逆止弁を設けたことを特徴とする請
求項2に記載の内燃機関の混合気噴射システム。
3. A first check valve is provided in the communication passage between the storage chamber and the mixture chamber to allow a flow from the storage chamber to the mixture chamber. The mixture injection system for an internal combustion engine according to claim 2, wherein
【請求項4】前記連通路において、前記第1開閉弁と前
記混合気室との間の前記第1開閉弁側の一側に、前記特
定気筒の燃焼室から前記混合気室へ向かう流れを許容す
る第2逆止弁を設けたことを特徴とする請求項1〜3の
いずれか1つに記載の内燃機関の混合気噴射システム。
4. A flow from the combustion chamber of the specific cylinder to the mixture chamber on one side of the communication path between the first on-off valve and the air-fuel mixture chamber on the side of the first on-off valve. The mixture injection system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising an allowable second check valve.
【請求項5】前記特定気筒及び前記対象気筒のそれぞれ
に前記燃料噴射弁とは別に燃料供給手段を備え、 前記所定の運転状態以外の運転状態において、前記制御
手段が前記別の燃料供給手段を制御して、各気筒に燃料
が供給されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか
1つに記載の内燃機関の混合気噴射システム。
5. A fuel supply device is provided for each of the specific cylinder and the target cylinder separately from the fuel injection valve. In an operation state other than the predetermined operation state, the control means controls the other fuel supply means. The mixture injection system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein fuel is supplied to each cylinder under control.
【請求項6】前記制御手段は、運転状態が前記所定の運
転状態以外の運転状態から前記所定の運転状態に移行し
た時からの移行期間において、前記別の燃料供給手段に
よる前記対象気筒への燃料供給を継続する一方、該移行
期間が経過した後に、これを停止するとともに、前記第
2開閉弁を制御して前記混合気室内の混合気を噴射する
ことを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の混合気噴
射システム。
6. The fuel supply system according to claim 1, wherein the control unit is configured to control the other fuel supply unit to switch to the target cylinder during a transition period from a transition from an operation state other than the predetermined operation state to the predetermined operation state. The fuel supply is continued, and after the transition period elapses, the fuel supply is stopped, and the air-fuel mixture in the air-fuel mixture chamber is injected by controlling the second on-off valve. Mixture injection system for internal combustion engines.
【請求項7】前記混合気室内の圧力若しくはこれに関連
する前記連通路内の圧力を検出する検出手段を備え、 前記制御手段は、前記圧力が所定の作動許可圧力以上と
なったときを、前記移行期間の終期と判定することを特
徴とする請求項6に記載の内燃機関の混合気噴射システ
ム。
7. A detecting means for detecting a pressure in the air-fuel mixture chamber or a pressure related to the pressure in the communication passage, wherein the control means detects when the pressure becomes equal to or higher than a predetermined operation permission pressure. 7. The mixture injection system for an internal combustion engine according to claim 6, wherein it is determined that the transition period has ended.
【請求項8】前記制御手段は、前記移行期間の経過後に
おいて、前記圧力が所定の適正圧力範囲未満であるとき
から該適正圧力範囲を超えるまでの作動時期に前記第1
開閉弁を開く一方、それ以外の非作動時期には、前記第
1開閉弁を閉じたままとすることを特徴とする請求項7
に記載の内燃機関の混合気噴射システム。
8. The control means according to claim 1, wherein, after the transition period has elapsed, the first operation is performed at an operation timing from when the pressure is less than a predetermined appropriate pressure range to when the pressure exceeds the appropriate pressure range.
8. The valve according to claim 7, wherein the on-off valve is opened, and the first on-off valve is kept closed at other non-operating times.
2. A mixture injection system for an internal combustion engine according to claim 1.
【請求項9】前記制御手段は、前記非作動時期におい
て、前記特定気筒の吸気弁を開いたままとすることを特
徴とする請求項8に記載の内燃機関の混合気噴射システ
ム。
9. The mixture injection system for an internal combustion engine according to claim 8, wherein said control means keeps an intake valve of said specific cylinder open during said non-operation timing.
【請求項10】前記制御手段は、前記移行期間におい
て、前記運転状態の移行時から所定の時期までは、前記
第1開閉弁を閉じたままとすることを特徴とする請求項
6〜9のいずれか1つに記載の内燃機関の混合気噴射シ
ステム。
10. The control device according to claim 6, wherein said control means keeps said first on-off valve closed from the time of transition of said operating state to a predetermined time during said transition period. A mixture injection system for an internal combustion engine according to any one of the preceding claims.
【請求項11】前記所定の時期は、前記特定気筒の燃焼
室内に残留する燃焼生成物が掃気されるまでの時期であ
ることを特徴とする請求項10に記載の内燃機関の混合
気噴射システム。
11. The mixture injection system for an internal combustion engine according to claim 10, wherein the predetermined time is a time until the combustion products remaining in the combustion chamber of the specific cylinder are scavenged. .
【請求項12】前記特定気筒の排気通路に設けられて、
排気ガスに含まれる燃焼生成物の濃度を検出する検出手
段を備え、 前記制御手段は、該検出手段からの検出信号に基づい
て、前記所定の時期を判定することを特徴とする請求項
11に記載の内燃機関の混合気噴射システム。
12. An exhaust passage provided in said specific cylinder,
The apparatus according to claim 11, further comprising: a detecting unit configured to detect a concentration of a combustion product contained in the exhaust gas, wherein the control unit determines the predetermined time based on a detection signal from the detecting unit. A mixture injection system for an internal combustion engine according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007205172A (en) * 2006-01-31 2007-08-16 Honda Motor Co Ltd Air pump structure for internal combustion engine

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