JP2004293485A - Intake device of spark ignition type engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火花点火式エンジンの吸気装置に関し、特に多気筒エンジンの各燃焼室内にタンブル流を形成するよう構成された吸気装置の技術に属すものである。
【0002】
【従来の技術】
一般的に、エンジンの燃焼室内において、ピストンの往復動方向に略沿った旋回流であるタンブル流(縦渦流)を生成させることにより、成層燃焼による燃焼性を改善させたり、燃料と吸気とからなる混合気のミキシング性向上により燃焼性を改善させたりする技術が知られている。
このようなタンブル流は、例えば、各気筒毎独立した吸気通路に流動制御弁(弁体)を設け、この流動制御弁を閉成制御することで生成可能であることが公知である。この場合、流動制御弁を閉成させて燃焼室に供給される吸気の一部を絞ることにより、吸気は、吸気通路に対して垂直な断面から見て、主に吸気通路の一部の内壁面に偏在した状態で吸気通路内を通過することになる。そして、このように吸気通路内の一部に偏在して流通する吸気を、この状態を維持させたまま、ピストン頂部を大略指向するように燃焼室内に流入させると、この吸気によって、燃焼室内で強力なタンブル流が生成されることになる。
【0003】
また、下記特許文献1には、吸気通路と燃焼室とを連通する開口部の一部分に燃焼室側に膨出するシュラウドを形成するとともに、吸気弁のリフト量を可変に制御可能な弁リフト可変機構を設け、リーンバーン運転状態では、弁リフト量可変機構によりシュラウドから流入する吸気流を制限する技術が開示されている。これによると、リーンバーン運転状態においては、シュラウドが形成された開口部から燃焼室への吸気の流入は阻止されるが、シュラウドが形成された開口部に対向する開口部からは多量の吸気が燃焼室内に流入することになり、これによって、強力なタンブル流の生成が可能となる。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−166867号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、火花点火式の多気筒エンジンに関する吸気装置においては、各燃焼室に対し独立して吸気を供給する吸気通路を設けるとともに、この吸気通路の吸気の脈動に関する固有振動数を変更する固有振動数制御手段を設け、これにより、所謂、吸気慣性効果の利用による、多様な運転状態での吸気充填量増大が行われている。
そして、こうした固有振動数制御手段を備えたエンジンの吸気装置に、上述の流動制御弁や、シュラウドと弁リフト可変機構とによるタンブル流生成のための手段を更に適用することが考えられるが、本出願の発明者らの研究によると、このような場合、吸気通路の固有振動数が低い状態に制御されている状態では、タンブル流が安定して生成されないことが判明した。
この理由は、流動制御弁あるいは、膨出部及び弁リフト可変機構により吸気通路の一部や、吸気通路と燃焼室との連通路の一部を遮断すると、吸気は、この一部遮断により狭められた開口を通過することになり、この狭められた開口を流通する吸気に対して、低い固有振動数に基づく吸気脈動が大きく影響を及ぼしているものと考えられる。そして、このような影響により、この開口部分を吸気流が不安定に通過することになり、従って、これらの開口部分によるタンブル流生成が、安定して行われていないものと推測される。
【0006】
本発明は、以上のような課題に勘案してなされたもので、その目的は、多気筒エンジンの各燃焼室に対してそれぞれ独立して吸気を供給する吸気通路を設け、この吸気通路から燃焼室内に供給される吸気を部分的に遮断することにより、燃焼室内でタンブル流を生成させる場合において、この時は、固有振動数制御手段により吸気通路の固有振動数を増大制御することで、タンブル流を安定して増大させることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の請求項1記載の発明においては、多気筒エンジンの各燃焼室に対して、それぞれ独立して吸気を供給する吸気通路と、該吸気通路に設けられる弁体と、該弁体を、所定の運転領域で閉成させて、該吸気通路を部分的に遮断することにより、燃焼室内で生成されるタンブル流を増大するタンブル流制御手段とを備えた火花点火式エンジンの吸気装置において、 上記吸気通路の吸気脈動に関する固有振動数を運転状態に応じて変更可能とするとともに、上記タンブル流制御手段によるタンブル流の増大制御が実行されている時は、該固有振動数を増大する固有振動数制御手段を備えたことを特徴としている。
このような構成により、吸気通路に設けた弁体の閉成により吸気通路を部分的に遮断して、燃焼室内で生成されるタンブル流を増大させている時には、固有振動数制御手段により吸気通路の固有振動数が増大するよう制御されるので、弁体の閉成により狭められた吸気通路の開口を通過する吸気に対して、吸気通路の低い固有振動数に基づく吸気脈動が大きく影響するのを抑制できる。これにより、安定してタンブル流を生成することが可能となる。
【0008】
請求項2記載の発明は、多気筒エンジンの各燃焼室に対してそれぞれ独立して吸気を供給するとともに、燃焼室内への吸気の供給がピストンの往復動方向に対して傾斜して行われるよう形成される吸気通路と、該吸気通路と該燃焼室とを連通する開口部を開閉させる吸気弁とを備え、該吸気通路によって、該吸気弁の開成時に該燃焼室内に吸気を供給することで、該燃焼室内に吸気のタンブル流を生成可能とする火花点火式エンジンの吸気装置において、上記開口部の内、タンブル流を減衰させる吸気が燃焼室内に流入する該開口部の一部において、タンブル流を減衰させる吸気の燃焼室内への流入を抑制するように、燃焼室側に指向して形成される壁部と、上記吸気弁の開弁時における弁リフト量を運転状態に応じて可変に制御するとともに、所定の運転領域においては、上記壁部と該吸気弁とにより形成される開口を小さくするように吸気弁の弁リフト量を低減させる弁リフト量制御手段と、上記吸気通路の吸気脈動に関する固有振動数を運転状態に応じて変更可能とするとともに、上記弁リフト量制御手段により上記吸気弁の弁リフト量が低減されている状態においては、該固有振動数を増大する固有振動数制御手段とを備えたことを特徴としている。
このような構成により、弁リフト量制御手段によって吸気弁の弁リフト量を低減させることにより、壁部と吸気弁とによって形成される開口を小さくした状態では、固有振動数制御手段により、吸気通路の固有振動数を増大制御する。従って、燃焼室と吸気通路との狭められた開口部分を通過する吸気に対して、吸気通路の低い固有振動数に基づく吸気脈動が影響するのを抑制でき、これにより、安定してタンブル流を生成することが可能となる。
【0009】
請求項3記載の発明は、請求項1、あるいは請求項2において、エンジンの空燃比を制御する空燃比制御手段を備え、該空燃比制御手段は、吸入空気量が少ない低吸気量状態となる上記所定の運転領域において、空燃比を理論空燃比よりもリーンに設定することを特徴としている。
このような構成により、空燃比をリーンに設定する、所謂、リーンバーンエンジンにおいて、低吸気量状態となる所定の運転領域では、吸気脈動による影響が抑制されて安定したタンブル流を生成することが可能となり、これにより、リーンバーン運転時の燃焼安定性を向上することが可能となる。
【0010】
請求項4記載の発明は、請求項1、あるいは請求項2において、エンジンの燃焼ガスの一部を燃焼室に還流若しくは残留させるとともに、還流若しくは残留された燃焼ガス量を制御する排気還流制御手段を備え、該排気還流制御手段は、吸入空気量が少ない低吸気量状態となる上記所定の運転領域において、燃焼ガス量を所定値以上に制御することを特徴としている。
このような構成により、NOx低減などのために排気還流制御手段により排気還流を行うエンジンにおいて、低吸気量状態となる所定の運転領域では、吸気脈動による影響が抑制されて安定したタンブル流を生成することが可能となるため、排気還流の増量制御を燃焼安定性を向上させて実行することが可能となる。
【0011】
請求項5記載の発明は、請求項1、あるいは請求項2において、上記燃焼室内に設けられた点火プラグによる点火時期を制御する点火時期制御手段を備え、
該点火時期制御手段は、上記所定の運転領域において、点火時期を所定時期よりも遅角側に設定することを特徴としている。
このような構成により、例えば、点火時期を遅角側に設定することで、排気ガス温度を昇温させて、排気通路に配置した触媒を早期活性化場合等においては、吸気脈動による影響が抑制されて安定したタンブル流を生成することができるため、これにより点火時期の遅角制御を燃焼安定性を向上させて実行することが可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
【0013】
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態を図面に基づいて説明する。
(全体構成)
図1は、本実施形態の吸気ポート噴射式・レシプロ・ガソリンエンジン全体の概略図である。
エンジン1は例えば4気筒などの多気筒エンジンであり、その気筒(シリンダ)2にはピストン3が装填されてその上方側(ピストン3の往復動方向でピストン3の頂部3aが指向する方向。以下同じ)に燃焼室4が形成されている。燃焼室4には吸気ポート5と排気ポート6とが形成され、これらは各々吸気弁7、排気弁8により開閉される。吸気弁7及び排気弁8は各々の頂部に設けられた吸気カムシャフト9,排気カムシャフト10の回転によって駆動され、吸気弁7側の頂部11には、吸気弁7の弁のリフト量(弁リフト量)を変化することができるように、切換え可能な複数のカムから成る弁リフト可変機構12が設けられている。
【0014】
燃焼室4の上部には、先端のスパーク部分が燃焼室4に臨むように点火プラグ13が配設されている。また、シリンダヘッド14には燃料噴射弁15が配設され、この燃料噴射弁15から吸気ポート5に燃料が噴射される。尚、燃料噴射弁15は、図示しないニードル弁及びソレノイドを内蔵し、このソレノイドにパルス信号が印加されてパルス幅に応じた量の燃料を噴射する。
【0015】
吸気ポート5には、独立吸気通路16が接続され、該独立吸気通路16の上流は、高速用通路17と低速用通路18とに分岐して、それぞれエンジン1の全ての気筒2、2、…に対し吸気を供給するサージタンク19に接続されている。この場合、サージタンク19から高速用通路17を介した燃焼室4までの吸気通路の吸気管長さは、サージタンク19から低速用通路18を介した燃焼室4までの吸気通路の吸気管の長さよりも小さく設定されており、また、サージタンク19から高速用通路17を介した燃焼室4までの吸気管容積は、サージタンク19から低速用通路18を介した燃焼室4までの吸気管容積よりも小さく設定されている。
また、高速用通路17には、低速用通路18による燃焼室4への吸気の供給を行うか、あるいは高速用通路17による吸気の供給を行うか、どちらか一方に切換えることにより、独立吸気通路16内を流通する吸気の固有振動数を制御可能な固有振動数制御弁21が設けられている。
また、独立吸気通路16には、燃焼室4内で生成されるピストン3の往復動方向に略沿って旋回する乱流であるタンブル流(縦渦流)を制御する流動制御弁20が設けられ、こうした、流動制御弁20及び上記の固有振動数制御弁21は、図示しないが、それぞれ弁開閉動作機構により動作される。
【0016】
サージタンク19の上流には、エンジン1の全ての気筒2、2、…に吸気を供給するための共通吸気通路22が接続されており、該共通吸気通路には、その上流側から順に、大気から吸引した吸気中のダストを除去するエアーフィルター23、全ての気筒2、2、…への新気の吸入空気量を検出するエアーフローセンサ24、吸入空気量を調整するとともに図示しないステップモータ等の電気的なアクチュエータにより動作されるスロットル弁25が配置される。なお、共通吸気通路22に、スロットル弁25をバイパスするバイパス通路を形成し、このパイバス通路にバイパス弁を設けて開閉することにより、アイドル運転時に吸入空気量を制御するアイドル回転数制御装置を構成させることもできる。
【0017】
排気ポート6には、排気通路26が接続され、その途中に三元触媒27が配設され、酸化触媒27のさらに下流側にはNOx吸収触媒28が配設されている。三元触媒27は、コージェライト製のハニカム担体に貴金属(Pt、Rh、Pd)を含有するγ−アルミナから成る触媒層をコーティングしたものであり、排気ガス中に含有するHC、COを浄化し、エンジン1の空燃比が理論空燃比(λ=1)か理論空燃比よりも小さいリッチな状態でNOxを浄化する。
NOx吸収触媒28は、コージライト製のハニカム担体に、NOx吸収材(Baなどのアルカリ土類金属、Kなどのアルカリ金属)と貴金属(Pt、Rh、Pd)と含有するγ−アルミナから成る触媒層をコーティングしたものである。これにより、エンジン1の空燃比が、定常的に理論空燃比よりも大きいリーン状態では排ガス中のNOxをNOx吸収材に吸収させ、空燃比が、一時的に理論空燃比か理論空燃比よりも大きいリッチ状態となった時、吸収されたNOxを放出且つ浄化する。
【0018】
また、排気通路26における三元触媒27よりも上流側には、エンジン1の空燃比を検出するため、排ガスの酸素濃度を検出するO2センサ29が設けられている。
【0019】
排気通路26と吸気系のサージタンク19の間には、排ガスの一部を吸気系に還流するEGR(Exhaust Gas Recirculation)通路30が接続され、このEGR通路30は、図示しない弁開閉機構により開閉動作されるEGR弁31によってEGR量(EGRガスの体積量)あるいはEGR率(EGR量を、燃焼室4内に吸入される全ガス量で割った値)を調節可能になっている。
【0020】
また、ECU(Electronic Control Unit)32には、エアーフローセンサ24、O2センサ29、クランク角センサ33、アクセル開度センサ34、エンジン水温センサ35等からの検出信号が入力されるようになっている。
また、ECU32からは、スロットル弁25の開閉をリニアに制御する制御信号、固定振動数制御弁21の開閉動作を制御する制御信号、流動制御弁20の開閉動作を制御する制御信号、燃料噴射弁15によって所望する燃料供給量を所定時期に噴射するよう制御する制御信号、弁リフト可変機構12に対し吸気弁7の弁リフト量を変更させるための制御信号、および点火プラグ13に所定時期に点火させるための制御信号を出力している。
【0021】
次に、図2から図6を参照して、吸気装置及びその周辺構造について詳細に説明する。
図2は、低吸気量状態におけるシリンダヘッド14とその周辺構造に関する側断面の概略図である。
気筒2内には、気筒2の中心軸線の延長上に対応する頂面部36、ピストン3、気筒2に開口する吸気ポート5の2つの開口部5a、5aを開閉させるための夫々2つの吸気弁7、7、及び気筒2に開口する排気ポート6の2つの開口部6a、6aを開閉させるための2つの排気弁8、8により閉塞されたペントルーフ型燃焼室4が形成されている。頂面部36には火花を発生して燃焼室4内に充填、圧縮された混合気を着火させる点火プラグ13が、シリンダヘッド14に形成されたシリンダヘッド取付孔13aを介して配設されており、これにより点火プラグ13先端のスパーク部分が燃焼室4に露出される。
尚、ピストン3の頂部3aは、その中心部が燃焼室4に向かって突出した山型形状となるよう形成されており、これにより吸入空気量が多くタンブル流f1が極めて強い場合には、タンブル流f1を抑制させることが可能となる。
【0022】
吸気弁7は、バルブステム37の一端部に設けられたタペット38が、シリンダヘッド14上方側でシリンダヘッド14に軸支された吸気カムシャフト9に形成される吸気カム39に当接するよう配置されている。これにより、エンジン1のクランク軸(図示せず)に連結されこの回転に同期した吸気カムシャフト9の回転、つまり吸気カム39の回転によって、吸気弁7は、開口部5aの直上流までの開口通路(スロート部)5bの軸線と同軸に往復動するようにバルブガイド40にて案内されて駆動される。このような構成により、吸気弁7と弁シート5dとが当接した状態では、開口部5aは全閉となり、吸気弁7と弁シート5dとが離間した状態では、開口部5aは開成状態となる。
【0023】
排気ポート4には、吸気ポート5と同様に排気弁8が設けられ、排気弁8は、バルブステム41の一端部に設けられたタペット42が、シリンダヘッド14の上部側でシリンダヘッド14に軸支された排気カムシャフト10に形成される排気カム43に当接する。これにより、エンジン1のクランク軸に連結されこの回転に同期した排気カムシャフト10の回転、つまり排気カム43の回転によって、排気弁8は、開口部6a直上流までの通路の軸線と同軸に往復動するようにバルブガイド44にて案内されるよう駆動される。
【0024】
吸気カム39は、吸気弁7の燃焼室4側へのリフト量である弁リフト量をエンジン回転数やエンジン負荷に応じて可変とするため、低リフトカム39aと高リフトカム39bとを有しており、上述の弁リフト可変機構12は、これら2つのカム39a、39bと、これらのカムを切換え可能とする切換え機構(図示せず)とにより構成される周知の構造である。
低リフトカム39aのカムプロフィールは、低リフトカム39aによる吸気弁7の最大の弁リフト量が、高リフトカム39bによる最大弁リフト量より小さくなるように形成されている。そして、後述するように、吸気弁7は、エンジン1が希薄燃焼運転(リーンバーン運転)される成層燃焼領域を含む低回転領域においては低リフトカム39aにより駆動される。
また、高リフトカム39bのカムプロフィールは、高リフトカム39bによる吸気弁7の最大の弁リフト量が、低リフトカム39aによる最大弁リフト量より大きくなるように形成されており、後述するように、吸気弁7はエンジン1が高速運転される高回転領域において高リフトカム39bにより駆動される。
【0025】
独立吸気通路16は、吸気ポート5の上流端が開口しているシリンダヘッド14端面に接続されており、流動制御弁20は、この独立吸気通路16のシリンダヘッド14の端面近傍に配置されている。
図3は、図2における吸気ポート5と独立吸気通路16におけるX−X断面について示した模式図であるが、図2及び図3に示すように、流動制御弁20は、弁軸20aを中心として独立吸気通路16内を流通する吸気流方向に沿って回動可能に支持されている。また、流動制御弁20は、開成させた状態では燃焼室4の弁軸20aよりも上方側の一部が切断されたような形状であり、これにより流動制御弁20が閉状態の場合は、独立吸気通路16の流動制御弁20が位置する部分を、流動制御弁20の上流側から流動制御弁20のある下流側を見て、通路内形状の下側(ピストン3が位置する側)の半分以上が遮断さられた形状となる。この場合、独立吸気通路16内の流動制御弁20上側の一部は開口しており、この開口空間を通過する吸気により燃焼室4内への必要量の吸気供給が可能となる。尚、図2及び図3は、流動制御弁20が閉じた状態を示している。
図4は、図2において、流動制御弁20が開弁し、且つ吸気弁7の弁リフト量が大きい状態を示しているが、このように流動制御弁20が全開した状態では、独立吸気通路16の流動制御弁20が位置する部分を流動制御弁20よりも上流側から見て、全通路内が開口した状態となっており、全通路内を通過する吸気によって、燃焼室4への十分な吸気供給が可能となる。
【0026】
吸気ポート5は、シリンダヘッド14における吸気ポート5の上流端から開口通路5b部付近に至るまで1本で形成されているが、開口通路5b付近の隔壁5eで互いに隣接して2本に分岐し、これらは2つある開口部5aにそれぞれ接続されている。このような構成は、一般に、コモンポートと呼ばれており、こうしたポートの採用により吸気抵抗を低減できる効果がある。
【0027】
また、吸気ポート5は、開口部5aから全体的に斜め上方側に向かうように形成されており、開口部5aの直ぐ上流の開口通路5b付近では、上方側に向かうに従って、徐々にその傾斜が緩やかになるよう湾曲形成されている。
上流通路5c近傍で吸気ポート5の傾斜が所定角度となると、吸気ポート5は、それから実質的に湾曲や段差を生じることなく、直線的に斜め上方に向けて、シリンダヘッド14の端面まで延設形成される。更に独立吸気通路16においても、流動制御弁20が配置される位置までは、この所定角度の傾斜が維持されて、この角度のまま直線的に延設されている。
このような吸気ポート5及び独立吸気通路16の形状により、吸気は、独立吸気通路16から吸気ポート5の開口通路5bまでは吸気抵抗を殆ど受けることなく燃焼室4の位置より少し上方側の位置に向かって斜め下方に吸気管路内を進む。その後、開口通路5b近傍の湾曲部分における湾曲外方の通路内壁面により、その進行方向がピストン3の頂部3a方向に徐々に変更された後、燃焼室4内に流入することになる。こうして燃焼室4内に流入した吸気は、燃焼室4内で強力なタンブル流f1を生成することになる。
また、流動制御弁20が閉弁している状態で比較的吸入空気量が多い時は、特に吸気ポート5の上方側の面を沿って流れる吸気の流速が高まるため、湾曲部の湾曲外方の通路内壁面により湾曲される吸気が多くなり、更にタンブル流f1は強化されることとなる。
尚、燃料噴射弁15は、吸気ポート5が2本に分岐する手前で、上流通路5cの上方側の面に配置されており、これにより2つの開口部5a、5aに向けた霧状燃料の噴射が可能となる。
【0028】
(壁部)
次に壁部について、詳細に説明する。
マスク部45は、シリンダヘッド14から燃焼室4に突出した膨出部分であり、これには、吸気ポート5の2つの開口部5a、5aの内壁から延出するように燃焼室4内に向けて突出した壁部45aが形成されている。そして、燃焼室4側からマスク部45を見たときの模式図の図5(但し、吸気弁7は図5の紙面左に位置する。)に示すように、壁部45aは、開口部5aの流動制御弁20が位置する側の開口部5aの略半周に亘って形成されている。また、壁部45aの高さ(膨出したマスク部45の高さと同じ)、つまり燃焼室4への突出量は、吸気弁7が低リフトカム39aにより駆動される場合の最大弁リフト量よりも少し低く設定されている(2から5mmの間)。
【0029】
このように吸気弁7が低リフトカム39aにより駆動される場合では、図6に示すように、2つの吸気ポート5、5とも、開口部5aの全周において、燃焼室4と連通することになるが、開口部5aにおいて、流動制御弁20が位置する側、つまり開口通路5b近傍の湾曲部の湾曲内方側を通過した吸気が燃焼室4内に流入する側の開口部5aにおける、該壁部45aと吸気弁7との間隙は微小となる。また、開口部5aにおいて、排気ポート8が位置する側、つまり開口通路5b近傍の湾曲部の湾曲外方側を通過した吸気が燃焼室4内に流入する側の開口部5aにおける、該開口部5aと吸気弁7との間隙は大きい状態となる。
従って、吸気弁7が低リフトカム39aにより駆動される場合では、排気ポート8が位置する側の開口部5aから燃焼室4内に供給される吸気は多く、この吸気によって強力なタンブル流が生成される。一方、流動制御弁20が位置する側の開口部5aから燃焼室4へ供給される吸気は比較的少量に低減されているため、この開口部5aから燃焼室4内に流入した吸気が、燃焼室4内で強力なタンブル流に対向することを防止でき、これによりタンブル流の生成の阻害を抑制できる。また、壁部45aと吸気弁7との間隙は少しではあるが開成されるので、これにより吸気抵抗を低減できて吸入充填量の増量を図ることができる。
尚、図6において破線で示す吸気弁5、5は、高リフトカム39bにより開弁された時の吸気弁5、5の状態を概略的に示したものである。
【0030】
一方、図7は、吸気弁7、7が、高リフトカム39aにより開弁された時の状態を概略的に示したものであるが、この状態では、吸気弁7、7が低リフトカム39aにより開弁された時よりも、吸気弁7と排気ポート6が位置する側の開口部5aの開口、及び吸気弁7と流動制御弁20が位置する側の開口部5aの開口の双方は大きくなる。
従って、吸気弁7、7が、高リフトカム39aにより開弁された時には、開口部5aの全周から燃焼室4内に吸気を大量に供給することが可能となるが、一方で、燃焼室4内におけるタンブル流の生成は抑制されることになる。
尚、図7において点線で示す吸気弁7、7は、低リフトカム39aにより開弁された時の吸気弁5、5の状態を概略的に示したものである。
【0031】
吸気弁7の弁リフト量について、排気行程から吸気行程に架けての排気弁8と吸気弁7の弁リフト量変化を示した図8を参照して詳細に説明すると、吸気弁7が低リフトカム39aにより駆動されるときは、吸気弁7は破線IVLで示すようにその最大の弁リフト量が壁部45aの高さよりも若干高くなるよう駆動される。一方、吸気弁7が高リフトカム39bにより駆動されるときは、吸気弁7は実線IVHで示すように、弁リフト量が壁部45aの高さよりも全般的に高くなるよう駆動されることになる。尚、図8において、EVは、排気弁8の弁リフト量の変化を示している。
【0032】
尚、マスク部45の形状に関して、図2においては、マスク部45(壁部45a)はエンジン1のクランク軸方向(紙面に対して垂直な方向)から見て、その高さが略一定の略台形形状としたが、これに限らず、開口通路5bの流動制御弁20が位置する側の壁部45aの高さを最大として、それから排気ポート6が位置する側の開口通路5bに向かって緩やかに低くするようなスラント状であってもよく(図2、図4の45b参照)、この場合、壁部45a近傍を通過して燃焼室4内に流入する吸気の吸気抵抗をより低減できる。
【0033】
(吸気固有振動数制御)
本実施形態においては、上述のようにサージタンク19の下流に高速用通路17と、高速用通路17よりも管路が長く且つ高容量の低速用通路18を設けるとともに、高速用通路17には、固有振動数制御弁21を設けている。サージタンク19から独立吸気通路16に対して吸気を供給する際には、固有振動数制御弁21によって、これら2つの吸気通路を切換えることで、吸気管の有する固有振動数を調整し、吸気脈動を利用した吸気充填量の増量と、タンブル流の安定生成とを図っている。これについては、後で詳細に説明する。
【0034】
(エンジン制御)
次に、以上のような吸気装置に対するエンジン制御について説明する。
ECU32は、入力されたアクセル開度センサ34からの検出信号からアクセル開度量を算出し、クランク角センサ11からの検出信号からエンジン回転数を算出し、これらの算出結果をECU32内のスロットル弁制御部(図示せず)に出力して基本的なスロットル弁開度量を設定する。そして、設定されたスロットル弁開度となるようスロットル弁25の弁開閉機構に制御信号を出力することで、スロットル弁25は、要求開度量に開度制御される。
【0035】
このようなスロットル弁25の制御により吸入空気量が変化し、エアフローセンサ23はこれを検出し、その検出信号はECU32に出力される。ECU32は、燃料制御部(図示せず)によって、吸入空気量自体、あるいは吸入空気量から求まるエンジン負荷と、エンジン回転数とに基づいて燃料噴射量と燃料噴射時期とを決定し、燃料噴射弁15から所望する噴射時期に、所望する燃料噴射量の燃料噴射が実行されるよう制御する。この場合、基本的に、燃料噴射量は吸入空気量が多い程あるいはエンジン回転数が高回転程増量されている。また、噴射時期は、排気行程から吸気行程に架けての所定時期に少なくとも1回噴射実行されるよう設定される。
【0036】
本実施形態のエンジン1においては、エンジン回転数が所定回転以下の低回転で、エンジン負荷が所定負荷以下の運転状態のときは、リーンバーンを実行するよう制御される。
このために、ECU32は、図9に示すような横軸をエンジン回転数、縦軸をエンジン負荷とする制御マップを記憶しており、このマップに基づいて、燃料噴射部は、エンジン回転数が所定値Ne1以下且つエンジン負荷が所定値Qa1以下のリーンバーン運転領域のときには、エンジン1の空燃比が定常的に理論空燃比よりもリーン(例えばA/Fで18から25)となるように燃料噴射を制御する。
この制御は、現在の吸入空気量に基づいて空燃比が制御マップから決定された目標空燃比となるよう燃料噴射量を制御することで行われる。その際、リーンバーン運転領域内においては、制御マップ上に、目標空燃比が、運転状態に応じて高回転程、及び高負荷程、理論空燃比に近づくように書込まれており、こうした制御マップから現在の運転状態に対応する目標空燃比を読込むことで、空燃比が制御されることになる。
尚、この時の空燃比制御は、O2センサ29がリニアO2センサの場合であれば、これを用いて、実空燃比が目標のリーン空燃比となるように制御してもよい。
【0037】
一方、制御マップに基づき、エンジン回転数が所定値Ne1以上あるいはエンジン負荷が所定値Qa1以上の領域では、O2センサ29の検出信号により、理論空燃比を目標空燃比とする空燃比F/B(フィードバック)制御が行われ、これにより実空燃比が理論空燃比を含む微小な空燃比の範囲(ウインド)で理論空燃比を挟んでリーンとリッチとを繰返すよう制御して、三元触媒27の触媒機能の向上を図っている。
【0038】
また、ECU32は、流動制御弁20を制御する制御部(図示せず)を備えており、これにより、流動制御弁20は、上記の図9の制御マップに基づいて、リーンバーン運転領域の中の低回転及び低負荷となる領域において閉成されるよう制御される。具体的には、図9に示すように、エンジン回転数が所定値Ne0以下且つエンジン負荷が所定値Qa0以下の運転領域のときに、流動制御弁20は閉じられ、一方、エンジン回転数が所定値Ne0以上、あるいはエンジン負荷が所定値Qa0以上の運転領域のときに、流動制御弁20は全開状態に開成される。
このように、リーンバーン運転領域内において、低吸気量状態となる運転領域(L1)では、流動制御弁20が閉成されて流動制御弁20によるタンブル流f1の強化が図れるが、高吸気量状態となる領域(L2)では、流動制御弁20が開成されるために流動制御弁20によるタンブル流f1の強化は行われないことになる。
【0039】
また、ECU32は弁リフト可変機構12を制御する弁リフト可変機構制御部(図示せず)を備えており、これによって、弁リフト可変機構12による吸気弁7の弁リフト量の可変制御が、図9の制御マップに基づいて行われることになる。具体的には、図9に示すように、エンジン負荷がQa1以下となる低負荷及び中負荷領域におけるエンジン回転数が、Ne2以下の時には、弁リフト可変機構12は、吸気カム39を低リフトカム39aに切換え、同じ負荷条件でエンジン回転数がNe2以上のときは吸気カム39を高リフトカム39bに切換えている。
これにより、リーンバーン運転領域では、弁リフト可変機構12により低リフトカム39aが選択されることになる。
【0040】
また、ECU32は、固有振動数制御弁21を制御する制御部(図示せず)を備えており、これによって、固有振動数制御弁21の制御が、図9の制御マップに基づいて行われることになる。
具体的には図9に示すように、エンジン負荷に関係なくエンジン回転数がNe3より高回転のときは、固有振動数制御弁21を開弁させて、サージタンク19から燃焼室4に架けての吸気管が有する固有振動数が高くなるよう設定し、これにより高回転での吸気脈動を大きくすることで、燃焼室4内に流入する吸気の吸気充填量を増量している。
一方、エンジン負荷に関係なくエンジン回転数がNe3よりも低回転のときは、固有振動数制御弁21を全閉させて、サージタンク19から燃焼室4の直ぐ上流(つまり、開口部5a)に架けての吸気管が有する固有振動数が低くなるよう設定し、これにより低回転での吸気脈動を大きくすることで、低回転での吸気充填量が増量している。こうして、エンジンの多様な運転領域において、エンジン出力を向上できる。
【0041】
ところで、本発明に係る本実施形態においては、エンジン回転数がNe3よりも低回転のときであっても、流動制御弁20を閉成させるリーンバーン領域内の低吸気量領域(L1領域)では、固有振動数制御弁21を開弁させて、これにより安定したタンブル流f1の生成を図っている。これは、流動制御弁20を閉成させた状態で固有振動数制御弁21を全閉にすると、タンブル流f1の安定した生成が阻害されるためである。
この理由は、流動制御弁20を閉成させた状態で固有振動数制御弁21を全閉にすると、吸気は、閉成された流動制御弁20の上端部と独立吸気通路16の内壁面との間の狭められた開口部分を通過することとなる。この狭められた開口を通過する吸気に対し、サージタンク19から低速用通路18を介した燃焼室4の直ぐ上流までの吸気管に基づく低い固有振動数による吸気脈動が大きく影響を及ぼしているものと考えられる。
【0042】
これに対して、固有振動数制御弁21を開成させることで、サージタンク19から高速用通路17を介した燃焼室4の直ぐ上流までの吸気管に基づく高い固有振動数による吸気脈動が発生することになる。この吸気脈動は、高周波で生成されるため、その分減衰するのも早く、これにより狭められた開口を通過する吸気に対する吸気脈動の影響も早急に低減されて、比較的安定なタンブル流f1の生成が可能となるものと考えられる。また、この時は、エンジン回転数は低回転であり、固有振動数制御弁21を開成させると、サージタンク19から高速用通路17を介した燃焼室4の直ぐ上流までの吸気管による固有振動数と、この時のエンジン回転数とが同調し難くなり、これにより吸気脈動自体が小さくなって、安定したタンブル流f1の生成が可能となるものとも考えられる。
【0043】
更に、本実施形態において、リーンバーン領域内の低吸気量領域(L1領域)では、流動制御弁20を閉成させるだけでなく、弁リフト可変機構12により吸気弁7の弁リフト量を低減させ、吸気弁7と開口部5aとの開口面積を減少している。特に開口部5aの壁部45aが形成された側における、吸気弁7と壁部45aとの開口は、微小に狭められる。この状態で、固有振動数制御弁を全閉にした場合も、流動制御弁20を閉成た時と同様にタンブル流f1の安定生成が阻害されることになる。
この理由は、流動制御弁20を閉成た時と同様で、この狭められた開口を通過する吸気に対し、サージタンク19から低速用通路18を介した燃焼室4直前までの吸気管に基づく低い固有振動数による吸気脈動が、大きく影響を及ぼしているものと考えられる。
これに対して、固有振動数制御弁21を全閉させることで、上述と同様に吸気脈動を低減させることができ、安定したタンブル流f1の生成が可能となる。
【0044】
尚、本実施形態においては、低吸気量状態のL1の領域に関し、固有振動数制御弁21を閉弁させたが、これに限らず、エンジン負荷に関係なくエンジン回転数がNe0以下となるL1領域とL1領域よりも高負荷側の領域を含む広い領域においても、固有振動数制御弁21を閉弁させても良い。これにより、急加速時などで、負荷が急増したときに固有振動数制御弁21が切り換わることによるトルクショックが防止できる。
【0045】
また、ECU32は、点火制御部(図示せず)によって、エンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて点火時期を決定し、点火プラグ13により所望の点火時期に、点火するよう制御する。
【0046】
次に、上述の吸気装置とタンブル流との関係について説明する。
エンジン1の運転状態がリーンバーン運転領域にある時(エンジン回転数がNe1より低回転で、エンジン負荷Qa1より低負荷の場合)は、ECU32により弁リフト量可変機構12は、吸気カム39を低リフトカム39aに切換えるため、吸気ポート5と燃焼室4との全体の開口面積は小さくなる。特に、この時、開口部5aの内、流動制御弁20が位置する側の開口部5aは、壁部45aにより更に微小となる。
【0047】
また、このようなリーンバーン運転領域内において、流動制御弁20は、吸入空気量が比較的少ない低吸気量状態において(図9のL1領域)は閉成され、一方吸入空気量が比較的多い高吸気量状態において(図9のL2領域)では開成されるように切換えられる。
低吸気量状態で流動制御弁20が閉成されると、独立吸気通路16の上流から流入する吸気は、流動制御弁20により独立吸気通路16と吸気ポート5との上方側の面に沿って、この面に偏って流通する。こうした吸気流は、開口通路5bの排気ポート6側で進行方向を大きく下側(ピストン3の頂部3aが位置する方向)に湾曲され、開口部5aの内の排気ポート6が位置する側の開口部5aから燃焼室4に流入することになる。また、この吸気は、流動制御弁20により絞れられて、流速が増大されており、これにより燃焼室4内では低吸気量状態でありながら強力なタンブル流f1が生成されることになる(図2参照)。
また、この状態では、壁部45aにより、開口部5aの内、流動制御弁20が位置する側の開口部5aにおける壁部45aと吸気弁7との間は狭まっているため、この部分を通過して燃焼室4に供給される吸気が減少される。従って、この部分から燃焼室4に供給される吸気が、燃焼室4内で既に生成されてタンブル流f1に対向することで、タンブル流f1が抑制されるのを防止できる。こうして、流動制御弁20の閉弁によって生成された強力なタンブル流f1の勢いを衰えさせることなく、その強度を比較的長時間維持でき、リーンバーン運転時の燃焼性を向上できる。
【0048】
しかも、この時、固有振動数制御弁21が全閉されて、サージタンク19下流から燃焼室4の直ぐ上流までの吸気通路の有する固有振動数が高い振動数に設定される。これにより、流動制御弁20の閉成による狭められた開口に作用する吸気脈動の影響や、吸気弁7の弁リフト量の低減とによる狭められた開口に作用する吸気脈動の影響によって、これらの開口を通過する吸気流が不安定となるのを防止できる。従って、上述のような流動制御弁20の閉成、及び壁部45aと吸気弁7の弁リフト量の低減とによる強力なタンブル流f1の生成が、吸気脈動により阻害されるのを防止でき、タンブル流f1の安定した生成が可能となる。
【0049】
また、上述のように流動制御弁20が閉成された低吸気量状態であっても、例えば、吸入空気量が比較的少ない極低吸気量状態では、タンブル流f1の生成が阻害される場合がある。これは、流動制御弁20により一旦絞られた吸気が、流動制御弁20と開口部5aとの間で不安定な乱流を発生させ、これにより、開口部5aの流動制御弁20が位置する側から燃焼室4内に流入する吸気が増量することで、こうした吸気が燃焼室4内のタンブル流f1に対向し、タンブル流f1を打ち消してしまうことに起因するものと考えられている。
しかしながら、壁部45aと弁リフト量の制御とにより、開口部5aの内、流動制御弁20が位置する側の開口部5aの開口は狭まっており、この部分を通過して燃焼室4に流入する吸気が減少されるので、タンブル流f1の抑制が防止できる。
【0050】
当然ながら、極低吸気量状態においても固有振動数制御弁21の全閉による吸気脈動の低減は図られているので、開口部5aの内、排気ポート6が位置する側の開口部5aを通過する吸気の安定化を図り、タンブル流f1を確実に生成するとともに、一方、壁部45aが近傍に位置する開口部5aを通過する吸気の安定化を図り、タンブル流f1に対向する吸気を、確実に減少させることができる。以上のように、リーンバーン運転領域の低吸気量状態では、流動制御弁20の閉弁と壁部45aと吸気弁7の弁リフト量の制御とによって、常に強力で安定したタンブル流f1を生成させることができるとともに、この時は固有振動数制御弁21も全閉することで、タンブル流f1を更に安定生成させることが可能となる。従って、燃焼安定性が向上し、リーンバーンの燃焼安定限界がよりリーンな状態にシフトするため、リーンバーン運転領域における目標空燃比をより大きく設定することができ、燃費向上とNOx低減との両立が図れる。
【0051】
次に、リーンバーン運転状態において、吸入空気量が比較的多い高吸気量状態のとき(図7のL2領域)について説明する。
この時は、流動制御弁20は開弁されることになり、これにより、流動制御弁20によるタンブル流f1の強化は行われないが、この開弁によりポンピング損失が低減するため、燃費の向上が図れる。
また、この状態では流動制御弁20は開弁されるが、開口通路5bの排気ポート6側に形成される湾曲部の湾曲外方により、燃焼室4内でのタンブル流f1生成が可能である。更に、壁部45aと吸気弁7の弁リフト量の制御とによって、開口部5aの内、流動制御弁20が位置する側の開口部5aの開口は狭まっており、この部分を通過して燃焼室4に流入する吸気は減少され、燃焼室4内で生成されたタンブル流f1は抑制されることがない。
従って、流動制御弁20を開弁させても、結果的に強力なタンブル流f1を生成維持できることになるり、リーンバーン運転領域を、吸入空気量が比較的多い高吸気量状態まで拡大しつつ、リーンバーン運転を高い燃焼安定性を確保して実行することができ、しかもこれにポンピング損失低減による効果が加算されて、全体的に燃費を向上させることが可能となる。
【0052】
次にエンジン1の運転状態が理論空燃比での運転状態にある時(エンジン回転数がNe1より高回転、あるいはエンジン負荷Qa1より高負荷の場合)の吸気装置と吸気流との関係について説明する。
エンジン回転数がNe1より高回転、あるいはエンジン負荷Qa1より高負荷の場合には、エンジン1の出力増大が要求される領域であり、リーンバーン運転ではこのような出力増大を賄うことが困難となるため、燃料噴射制御部は、理論空燃比による運転に切換える(図7参照)。但し、運転状態が、全負荷に近い領域では、空燃比は理論空燃比よりもリッチに制御され、これにより触媒が異常高温となるのを防止している。
【0053】
エンジン回転数が更に増大し、低負荷及び中負荷状態でのエンジン回転数がNe2以上となると、ECU32の弁リフト可変機構制御部により弁リフト量可変機構12は、吸気カム39を高リフトカム39bに切換えて、開口部5aの開口をその全周に亘って大きくする。この時は、開口部5aの内、壁部21aがある側の開口部5aも大きく開口することになり、これによりタンブル流f1の生成が抑制されるが、多量の吸入空気量を燃焼室4内に供給することが可能となり、高いエンジン出力を確保することができる。
また、リーンバーン運転領域と理論空燃比による運転領域とを切換えるための運転状態に基づく切換えラインと、吸気カム39を低リフトカム39aと高リフトカム39bとに切換えるための運転状態に基づく切換えラインとを一致させないので、これらの運転領域の切換えが同時に発生するのを防止でき、トルクショックを低減できる。
【0054】
更に、エンジン回転数が増大して、エンジン回転数が負荷に関係なくNe3以上となると、固有振動数制御弁の制御部により固有振動数制御弁21は開成されて、高速用通路17を利用した吸気脈動による吸入空気量増大が図られて、これにより更に高いエンジン出力を確保できることになる。
【0055】
次に、以上のような実施形態による効果を説明する。
リーンバーン運転領域における低吸気量状態では、流動制御弁20を閉弁させたり、あるいは、吸気ポート5の開口部5a近傍に壁部45aを設けるとともに吸気弁7の弁リフト量を減少させることにより、燃焼室4内で生成されるタンブル流を強化させているが、この時、固有振動数制御弁21を開弁させてサージタンク19下流から燃焼室4の直ぐ上流までの吸気管の固有振動数を増大させる。これにより、この吸気管の固有振動数が低い状態のときに発生した吸気脈動が、流動制御弁20と独立吸気通路16の内壁面との小さな開口や、あるいは、吸気弁と燃焼室4とを連通させる吸気ポート5の開口部5aの開口を通過する吸気に対して、影響を及ぼすことで安定した吸気流通が阻害されるといった不具合を防止できる。したがって、これらの開口によるタンブル流の安定生成が可能となって燃焼安定性を向上できるので、空燃比をよりリーンに設定して、燃費向上とリーン化に伴うNOx低減とを図ること可能となる。
【0056】
尚、上述の第1の実施形態においては、リーンバーン運転領域の、特に流動制御弁20を閉弁するL1領域において、固有振動数制御弁21を閉成させたが、これに代えて、吸気弁7を低リフトカム39aで駆動する運転領域V(L1領域、L2領域を含む)(図9参照)において、固有振動数制御弁21を開弁させても良い。
【0057】
(第2の実施形態)
第1の実施形態においては、リーンバーン運転を行うエンジン1に対して、発明に係る吸気装置を適用した場合について説明したが、これに代えて、低回転あるいは低負荷でEGR量あるいはEGR率を増量制御してNOx低減やポンピング損失低減を図るエンジン1にも適応可能である。この場合、第2実施形態のエンジンの全体構造や吸気装置とその周辺構造、及び基本的な制御は第1の実施形態と同じである。
この場合において、エンジン1のECU32は、EGR制御部(図示せず)によりEGR弁31の開度を制御可能であるとともに、図9に示す制御マップと同様に運転状態を区画した制御マップを記録している。制御マップは、全負荷に近い高回転あるは高負荷を除いて、基本的に理論空燃比での運転を行うよう設定するとともに、L1の領域とL2の領域とにおいてEGR量の増量制御を行うよう設定している。流動制御弁の制御部による流動制御弁20の開閉制御と、弁リフト可変機構制御部による弁リフト量の切換制御と、固有振動数制御弁の制御部による固有振動数制御弁21の切換制御は、上述の実施例と同じである。
【0058】
このような構成により、EGR量を増量制御する運転領域において、低吸気量状態では、流動制御弁20を閉弁させたり、あるいは開口部5a近傍の壁部45aと吸気弁7の弁リフト量減少により、タンブル流f1の生成を強化するとともに、この時、固有振動数制御弁21を開弁させてサージタンク19下流から燃焼室4の直ぐ上流までの吸気管の固有振動数を増大させる。これによって、この吸気管の固有振動数が低い時に発生する吸気脈動が、流動制御弁20と独立吸気通路16の内壁面との小さな開口や、あるいは、吸気弁と燃焼室4とを連通させる吸気ポート5の開口部5aの開口を通過する吸気に対して影響を及ぼすことで、安定した吸気流通が阻害されるといった不具合を防止できる。従って、タンブル流f1を安定して生成することができ、燃焼安定性が向上するので、EGRを大量に増量することが可能となって、NOx低減とポンピング損失低減との更なる改善が可能となる。
【0059】
尚、第2実施形態においても、吸気弁7を低リフトカム39aで駆動する運転領域V1(L1領域、L2領域を含む)(図9参照)において、固有振動数制御弁21を開弁させても良い。
【0060】
(第3の実施形態)
本発明に係る吸気装置を、エンジン1の点火時期を大幅に遅角させることで、排気ガス温度を昇温させ、触媒や排気浄化装置の活性を促進するエンジン1にも、適応可能である。この場合、第3実施形態のエンジンの全体構造や吸気装置とその周辺構造、及び基本的な制御は第1の実施形態と基本的に変化はない。
具体的には、ECU32は、エンジン水温が所定値以下で使用される暖機用制御マップ(図示せず)とエンジン水温が所定値以上で使用される温間用制御マップ(図示せず)を記憶する。点火制御部は、これらの制御マップとエンジン水温とに基づいて、点火時期を設定しており、暖機用制御マップに関しては、エンジン負荷が所定値(例えばQa1)以下で且つエンジン回転数が所定値(例えばNe1)以下の領域C1ときには、点火時期を、温間用制御マップにおける同じ運転状態での点火時期よりも大幅に遅角されるように設定する。一方、それ以外の領域C2では、点火時期を温間用制御マップにおける同じ運転状態での点火時期と同じとなるよう設定する。
【0061】
これに対し、流動制御弁20の制御部は、暖機用制御マップとエンジン水温とに基づいて、暖機運転中且つエンジンの運転状態がC1の領域内にある時は流動制御弁20を閉成させ、暖機運転中且つエンジンの運転状態がC2の領域内にあるときは、流動制御弁20を開成させる。また、固有振動数制御弁21の制御部は、暖機用制御マップとエンジン水温とに基づいて、暖機運転中且つエンジンの運転状態がC1の領域内にある時は固有振動数制御弁21を全閉させ、暖機運転中で且つエンジンの運転状態がC2の領域内にある時は固有振動数制御弁21を全開させる。
また、弁リフト可変機構制御部も、暖機用制御マップとエンジン水温とに基づいて、暖機運転中で且つエンジンの運転状態がC1の領域内にある時では、吸気弁7の弁リフト量を低減させるとともに、暖機運転中で且つエンジンの運転状態がC2の領域内にある時は吸気弁7の弁リフト量を増大させている。
【0062】
このような構成により、エンジン水温が低く且つ吸入空気量が少ないC1領域において、第1実施形態と同様に、流動制御弁20を閉弁させるとともに、吸気弁7の弁リフト量低減制御により吸気ポート5の開口部5a近傍の壁部45aと吸気弁7との開口を減少させることで、タンブル流f1の生成を強化することが出来る。また、この時、固有振動数制御弁21を開弁させ、サージタンク19下流から燃焼室4の直ぐ上流までの吸気管の固有振動数を増大させることにより、流動制御弁20及び弁リフト低減制御と壁部45aとによるタンブル流f1の強化を確実に行うことができ、これによって燃焼安定性を向上できる。
従って、エンジン水温が低く吸入空気量が少ないことで排気ガス温度の昇温が困難な運転状態であっても、燃焼安定性が高められるため点火時期を大幅に遅角設定させて、排気ガス温度の昇温性能を向上することが可能となる。
【0063】
次に、第3の実施形態の効果を実験により確認した結果について、図10を参照して説明する。
尚、この実験では、本実施形態のエンジン1と同様な構造を有す1500ccの4気筒エンジンで、有効圧縮比が略11であるエンジンを使用して実験を行った。
図10の横軸は点火時期を示し、縦軸は燃焼安定性(所定サイクル数における燃焼圧の標準偏差)を示すととに、エンジン回転数が低回転でエンジン負荷が低負荷となる所定運転状態のときにおける固有振動数制御弁21を全開した時の実験結果(ラインA、プロット●)と、同じ運転状態において固有振動数制御弁21を全閉した時の実験結果(ラインB、プロット■)を示す。
これによれば、同じ点火時期において、固有振動数制御弁21を全開させ吸気管の固有振動数を増大させた方が燃焼安定性は向上しており、固有振動数制御弁21を全開させることで、より遅角側において、固有振動数制御弁21を全閉させたときと同じ燃焼安定性を維持できることが分かる。
【0064】
(他の実施形態)
尚、本実施形態においては、マスク部45により形成される壁部45aによって、開口部から流入してタンブル流f1を抑制する吸気流を低減させたが、これに限らず、吸気ポート5の開口通路5bの流動制御弁20側の内壁に窪みや凸部を設けることで、開口部5aから流入してタンブル流f1を抑制する吸気流を低減させてもよい。
また、第1、第2実施形態においては、リーンバーン領域と非リーンバーン領域とを切換える運転状態あるいはEGR増量制御領域とEGR非増量制御領域とを切換える運転状態と、吸気弁7の弁リフト量を切換える運転量状態とを異ならせたが、これらを同じ運転状態で切換えるように設定しても良い。
また、吸気流動制御弁20は、本実施形態の構造に限定されず、例えばロータリタイプの弁であっても良い。
【0065】
また、本実施形態においては、固有振動数制御弁21を高速用通路17に設けたが、これに代えて低速用通路18に設けてもよく、この場合、吸気管の固有振動数を増大させるためには固有振動数制御弁21を全閉して、高速用通路18による吸気の供給を行えば良い。
また、固有振動数を変更制御する手段としては、サージタンク19の実質的な容積を変更させるものであっても良い。つまり、サージタンク19に隣接して閉塞された吸気の容積部を設け、この容積部とサージタンクとを連通させる弁を設けるとともに、この弁を制御して固有振動数を増大させてもよい。
また、本実施形態においては、流動制御弁20の閉成、及び壁部45aと弁リフト可変機構12による吸気弁7の低リフト量制御との組み合わせによりタンブル流f1を増大させるエンジン1に基づいて説明したが、これらの内どちらか一方によりタンブル流を増大させるエンジン1に、本発明の吸気装置を適応してもよい。
また、本実施形態においては、EGR弁31の制御により排気還流量を制御したが、これに代えてあるいは併用して、弁リフト可変機構12に、更に吸気弁7の開弁時期を調整する機構を設け、これにより吸気弁7と排気弁8の開弁時期とのオーバーラップ期間を可変とし、例えば第2の実施形態におけるEGR量制御のように燃焼室4に残留する燃焼ガス(既燃ガス)量を制御してもよい。また、吸気弁7の開弁時期を制御するのではなく、排気弁8の開弁時期を制御する開弁時期制御機構を排気弁8に設けて、これにより吸気弁7と排気弁8とのオーバーラップ期間を調整して、既燃ガス量を制御しても構わない。
また、エンジン1は、直噴ガソリンエンジンであっても構わない。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、エンジンの吸気通路から燃焼室内に供給される吸気を部分的に遮断することにより、燃焼室内でタンブル流を生成させる場合において、この時、固有振動数制御手段により吸気通路の固有振動数を増大制御することによって、タンブル流を安定して増大させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るエンジンを示す全体構成図。
【図2】シリンダヘッド及びその周辺部の吸気装置に関し、吸気弁7が低リフト量状態となる時の側断面を模式的に示した概略図。
【図3】図2のX−X断面を模式的に示した概略図。
【図4】シリンダヘッド14及びその周辺部の吸気装置に関し、吸気弁7が高リフト量状態となる時の側断面を模式的に示した概略図。
【図5】燃焼室4側からマスク部45を見た図。
【図6】吸気弁7が低リフト量状態となるときの吸気弁7の開弁状態を示す模式図。
【図7】吸気弁7が高リフト量状態となるときの吸気弁7の開弁状態を示す模式図。
【図8】吸気弁7の弁リフト量について説明する説明図。
【図9】ECU32の制御マップを示す説明図。
【図10】点火時期と燃焼安定性とに関する実験結果を示すグラフ。
【符号の説明】
2:気筒
3:ピストン
4:燃焼室
5:吸気ポート
7:吸気弁
12:弁リフト可変機構
13:点火プラグ
20:流動制御弁(弁体)
21:固有振動数制御弁(固有振動数制御手段)
31:EGR弁(排気還流制御手段)
45a:壁部
f1:タンブル流
L1:リーンバーン領域における低吸気量領域
L2:リーンバーン領域における高吸気量領域[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an intake device of a spark ignition type engine, and more particularly to a technology of an intake device configured to form a tumble flow in each combustion chamber of a multi-cylinder engine.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a combustion chamber of an engine, by generating a tumble flow (longitudinal vortex), which is a swirling flow substantially along a reciprocating direction of a piston, combustibility by stratified combustion is improved, and fuel is mixed with intake air. There is known a technique for improving the combustibility by improving the mixing property of a mixture.
It is known that such a tumble flow can be generated, for example, by providing a flow control valve (valve element) in an independent intake passage for each cylinder and controlling the flow control valve to close. In this case, by closing the flow control valve and narrowing a part of the intake air supplied to the combustion chamber, the intake air mainly includes a part of the intake passage when viewed from a cross section perpendicular to the intake passage. It passes through the intake passage in a state of being unevenly distributed on the wall surface. When the intake air eccentrically distributed in a part of the intake passage and flows into the combustion chamber so as to be directed substantially toward the top of the piston while maintaining this state, the intake air allows the intake air to flow in the combustion chamber. A strong tumble flow will be generated.
[0003]
Further, in Patent Document 1 below, a shroud bulging toward the combustion chamber is formed at a part of an opening communicating the intake passage and the combustion chamber, and a valve lift variable that can variably control a lift amount of an intake valve. There is disclosed a technology in which a mechanism is provided to restrict an intake air flowing from a shroud by a variable valve lift mechanism in a lean burn operation state. According to this, in the lean burn operation state, the inflow of the intake air into the combustion chamber from the opening where the shroud is formed is prevented, but a large amount of intake air flows from the opening facing the opening where the shroud is formed. Will flow into the combustion chamber, which will allow the creation of a strong tumble flow.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-7-166867
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in an intake device for a spark ignition type multi-cylinder engine, an intake passage for independently supplying intake air to each combustion chamber is provided, and a natural frequency for changing a natural frequency related to pulsation of intake air in the intake passage. A control means is provided, by means of which the so-called intake inertia effect is used to increase the intake charge in various operating states.
Then, it is conceivable to further apply the above-mentioned flow control valve or a means for generating a tumble flow by a shroud and a variable valve lift mechanism to an intake device of an engine having such a natural frequency control means. According to a study by the inventors of the present application, it has been found that in such a case, the tumble flow is not stably generated in a state where the natural frequency of the intake passage is controlled to be low.
The reason is that when a part of the intake passage or a part of the communication passage between the intake passage and the combustion chamber is cut off by the flow control valve or the bulging portion and the valve lift variable mechanism, the intake is narrowed by the cutoff. Thus, it is considered that the intake pulsation based on the low natural frequency greatly affects the intake air flowing through the narrowed opening. Then, due to such an effect, the intake air flow passes through this opening portion in an unstable manner, and it is assumed that the tumble flow generation by these opening portions is not performed stably.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an intake passage for supplying intake air to each combustion chamber of a multi-cylinder engine independently, and perform combustion from this intake passage. In a case where a tumble flow is generated in the combustion chamber by partially blocking the intake air supplied to the chamber, at this time, the natural frequency of the intake passage is increased by the natural frequency control means, so that the tumble flow is increased. The purpose is to increase the flow steadily.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an intake passage for independently supplying intake air to each combustion chamber of a multi-cylinder engine, and an intake passage provided in the intake passage. And a tumble flow control means for closing the valve body in a predetermined operation region and partially blocking the intake passage to increase a tumble flow generated in the combustion chamber. In the spark ignition type engine intake device, the natural frequency related to the intake air pulsation in the intake passage can be changed according to the operating state, and the tumble flow increasing control by the tumble flow control means is executed. And natural frequency control means for increasing the natural frequency.
With such a configuration, when the tumble flow generated in the combustion chamber is increased by partially closing the intake passage by closing a valve element provided in the intake passage, the natural frequency control means controls the intake passage. Is controlled so as to increase the natural frequency of the intake air, the intake pulsation based on the low natural frequency of the intake passage greatly affects the intake air passing through the opening of the intake passage narrowed by closing the valve body. Can be suppressed. This makes it possible to stably generate a tumble flow.
[0008]
According to the second aspect of the present invention, the intake air is supplied independently to each combustion chamber of the multi-cylinder engine, and the supply of the intake air to the combustion chamber is performed with an inclination with respect to the reciprocating direction of the piston. An intake valve formed to open and close an opening communicating the intake passage and the combustion chamber, and supplying the intake air into the combustion chamber when the intake valve is opened by the intake passage. An intake device for a spark ignition type engine capable of generating a tumble flow of intake air in the combustion chamber, wherein a portion of the opening through which the intake air for attenuating the tumble flow flows into the combustion chamber has a tumble flow; A wall formed toward the combustion chamber and a valve lift amount when the intake valve is opened are variably set in accordance with an operation state so as to suppress the intake of the intake air for attenuating the flow into the combustion chamber. To control In a predetermined operation region, a valve lift control means for reducing a valve lift of the intake valve so as to reduce an opening formed by the wall and the intake valve; While the frequency can be changed according to the operating state, and in a state where the valve lift of the intake valve is reduced by the valve lift control, a natural frequency control that increases the natural frequency is provided. It is characterized by having.
With such a configuration, the valve lift amount of the intake valve is reduced by the valve lift amount control means, and when the opening formed by the wall and the intake valve is reduced, the natural frequency control means controls the intake passage. The natural frequency of is controlled to increase. Therefore, it is possible to suppress the influence of the intake pulsation based on the low natural frequency of the intake passage on the intake air passing through the narrowed opening portion between the combustion chamber and the intake passage, thereby stably reducing the tumble flow. Can be generated.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, an air-fuel ratio control unit for controlling an air-fuel ratio of the engine is provided, and the air-fuel ratio control unit is in a low intake air amount state where the intake air amount is small. The air-fuel ratio is set to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio in the predetermined operating region.
With such a configuration, in a so-called lean burn engine in which the air-fuel ratio is set to lean, in a predetermined operating region where the intake air amount is low, the influence of the intake air pulsation is suppressed and a stable tumble flow can be generated. This makes it possible to improve combustion stability during lean burn operation.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas recirculation control means for recirculating or remaining a part of the combustion gas of the engine in the combustion chamber and controlling the amount of the recirculated or residual combustion gas. And the exhaust gas recirculation control means controls the amount of combustion gas to be equal to or more than a predetermined value in the predetermined operation region where the intake air amount is low and the intake air amount is low.
With such a configuration, in the engine in which the exhaust gas recirculation is performed by the exhaust gas recirculation control means for reducing NOx or the like, in a predetermined operation region where the intake air amount is low, the influence of the intake air pulsation is suppressed and a stable tumble flow is generated. Therefore, the control of increasing the exhaust gas recirculation can be executed with improved combustion stability.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect, there is provided an ignition timing control means for controlling an ignition timing of an ignition plug provided in the combustion chamber,
The ignition timing control means sets the ignition timing to a more retarded side than the predetermined timing in the predetermined operation region.
With such a configuration, for example, by setting the ignition timing to the retard side, the temperature of the exhaust gas is raised, and when the catalyst disposed in the exhaust passage is activated early, the influence of the intake pulsation is suppressed. As a result, a stable tumble flow can be generated, thereby making it possible to execute ignition timing retard control with improved combustion stability.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0013]
(1st Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(overall structure)
FIG. 1 is a schematic view of the entire intake port injection type reciprocating gasoline engine of the present embodiment.
The engine 1 is, for example, a multi-cylinder engine such as a four-cylinder engine, in which a
[0014]
An ignition plug 13 is arranged above the
[0015]
An
The high-
The
[0016]
An upstream of the
[0017]
An
The
[0018]
Further, an O 2 sensor 29 for detecting the oxygen concentration of the exhaust gas is provided upstream of the three-
[0019]
An exhaust gas recirculation (EGR)
[0020]
Moreover, the ECU (Electronic Control Unit) 32, an
Also, from the
[0021]
Next, the intake device and its peripheral structure will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 2 is a schematic side sectional view of the
In the
The top 3a of the
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
The cam profile of the
The cam profile of the
[0025]
The
FIG. 3 is a schematic diagram showing a cross section taken along line X-X of the
FIG. 4 shows a state in which the
[0026]
The
[0027]
In addition, the
When the inclination of the
Due to the shape of the
Further, when the
The
[0028]
(Wall)
Next, the wall will be described in detail.
The
[0029]
When the
Therefore, when the
The
[0030]
On the other hand, FIG. 7 schematically shows a state in which the
Therefore, when the
In FIG. 7, the
[0031]
The valve lift amount of the
[0032]
As for the shape of the
[0033]
(Intake natural frequency control)
In the present embodiment, as described above, the high-
[0034]
(Engine control)
Next, the engine control for the intake device as described above will be described.
The
[0035]
The amount of intake air changes due to such control of the throttle valve 25, and the
[0036]
In the engine 1 of the present embodiment, when the engine speed is low and the engine load is equal to or lower than the predetermined load and the engine load is equal to or lower than the predetermined load, the engine 1 is controlled to perform lean burn.
For this purpose, the
This control is performed by controlling the fuel injection amount such that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio determined from the control map based on the current intake air amount. At this time, in the lean burn operation region, the target air-fuel ratio is written on the control map so as to approach the stoichiometric air-fuel ratio as the engine speed increases and the load increases depending on the operation state. By reading the target air-fuel ratio corresponding to the current operation state from the map, the air-fuel ratio is controlled.
In this case, if the
[0037]
On the other hand, based on the control map, in the region where the engine speed is equal to or greater than the predetermined value Ne1 or the engine load is equal to or greater than the predetermined value Qa1, the air-fuel ratio F / B ( Feedback) control is performed, whereby the actual air-fuel ratio is controlled to repeat lean and rich over the stoichiometric air-fuel ratio in a minute air-fuel ratio range including the stoichiometric air-fuel ratio (window). The catalyst function is being improved.
[0038]
Further, the
As described above, in the operation region (L1) where the low intake air amount state is established in the lean burn operation region, the
[0039]
Further, the
As a result, in the lean burn operation region, the
[0040]
Further, the
Specifically, as shown in FIG. 9, when the engine speed is higher than Ne3 regardless of the engine load, the natural
On the other hand, when the engine speed is lower than Ne3 irrespective of the engine load, the natural
[0041]
In the present embodiment according to the present invention, even when the engine speed is lower than Ne3, in the low intake air amount region (L1 region) in the lean burn region where the
The reason is that when the natural
[0042]
On the other hand, by opening the natural
[0043]
Further, in the present embodiment, in the low intake air amount region (L1 region) in the lean burn region, not only the
The reason for this is the same as when the
On the other hand, by fully closing the natural
[0044]
In the present embodiment, the natural
[0045]
Further, the
[0046]
Next, the relationship between the above-described intake device and the tumble flow will be described.
When the operating state of the engine 1 is in the lean burn operation range (when the engine speed is lower than Ne1 and the engine load Qa1 is lower), the
[0047]
Further, in such a lean burn operation region, the
When the
In this state, the
[0048]
In addition, at this time, the natural
[0049]
Further, even in the low intake air amount state in which the
However, the opening of the
[0050]
Naturally, even in the extremely low intake air amount state, the intake pulsation is reduced by fully closing the natural
[0051]
Next, a description will be given of a case where the intake air amount is relatively large and the intake air amount is relatively high (L2 region in FIG. 7) in the lean burn operation state.
At this time, the
In this state, the
Therefore, even if the
[0052]
Next, the relationship between the intake system and the intake air flow when the operating state of the engine 1 is at the stoichiometric air-fuel ratio (when the engine speed is higher than Ne1 or higher than the engine load Qa1) will be described. .
When the engine speed is higher than Ne1 or higher than the engine load Qa1, the output of the engine 1 is required to be increased, and it is difficult to cover such an increase in the lean burn operation. Therefore, the fuel injection control unit switches the operation to the operation based on the stoichiometric air-fuel ratio (see FIG. 7). However, in a region where the operating state is close to the full load, the air-fuel ratio is controlled to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio, thereby preventing the catalyst from becoming abnormally high temperature.
[0053]
When the engine speed further increases and the engine speed under the low load and the medium load conditions becomes Ne2 or more, the valve lift variable mechanism control unit of the
Further, a switching line based on an operation state for switching between a lean burn operation area and an operation area based on a stoichiometric air-fuel ratio, and a switching line based on an operation state for switching the
[0054]
Further, when the engine speed increases and the engine speed becomes Ne3 or more regardless of the load, the natural
[0055]
Next, effects of the above embodiment will be described.
In the low intake air amount state in the lean burn operation region, the
[0056]
In the above-described first embodiment, the natural
[0057]
(Second embodiment)
In the first embodiment, the case where the intake device according to the invention is applied to the engine 1 performing the lean burn operation has been described. Alternatively, the EGR amount or the EGR rate at a low rotation speed or a low load may be used. The present invention is also applicable to the engine 1 that aims to reduce NOx and pumping loss by increasing the amount. In this case, the overall structure of the engine, the intake device and its peripheral structure, and the basic control of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
In this case, the
[0058]
With such a configuration, in the operation range in which the EGR amount is controlled to be increased, the
[0059]
Also in the second embodiment, the natural
[0060]
(Third embodiment)
The intake device according to the present invention is also applicable to the engine 1 in which the ignition timing of the engine 1 is greatly retarded to raise the exhaust gas temperature and promote the activity of the catalyst and the exhaust purification device. In this case, the overall structure of the engine, the intake device and its peripheral structure, and the basic control of the third embodiment are basically the same as those of the first embodiment.
Specifically, the
[0061]
On the other hand, the control unit of the
Further, the valve lift variable mechanism control unit also controls the valve lift amount of the
[0062]
With this configuration, in the C1 region where the engine water temperature is low and the intake air amount is small, the
Therefore, even in an operation state in which it is difficult to raise the exhaust gas temperature due to a low engine water temperature and a small intake air amount, the combustion stability is enhanced, so that the ignition timing is greatly retarded and the exhaust gas temperature is set. Can be improved.
[0063]
Next, the result of confirming the effect of the third embodiment by an experiment will be described with reference to FIG.
In this experiment, an experiment was performed using a 1500 cc four-cylinder engine having a structure similar to that of the engine 1 of the present embodiment and having an effective compression ratio of about 11.
The horizontal axis in FIG. 10 indicates the ignition timing, the vertical axis indicates the combustion stability (standard deviation of the combustion pressure at a predetermined cycle number), and the predetermined operation in which the engine speed is low and the engine load is low. The experimental result when the natural
According to this, at the same ignition timing, the combustion stability is improved when the natural
[0064]
(Other embodiments)
In the present embodiment, the intake air flowing from the opening and suppressing the tumble flow f1 is reduced by the
Further, in the first and second embodiments, the operating state of switching between the lean burn region and the non-lean burn region or the operating state of switching between the EGR increase control region and the EGR non-increase control region, and the valve lift amount of the
The intake
[0065]
Further, in the present embodiment, the natural
As means for changing and controlling the natural frequency, means for changing the substantial volume of the
Further, in the present embodiment, based on the engine 1 that increases the tumble flow f1 by closing the
Further, in the present embodiment, the exhaust gas recirculation amount is controlled by controlling the
Further, the engine 1 may be a direct injection gasoline engine.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, when the tumble flow is generated in the combustion chamber by partially blocking the intake air supplied from the intake passage of the engine into the combustion chamber, the natural frequency control is performed at this time. By controlling the natural frequency of the intake passage to increase by the means, it is possible to stably increase the tumble flow.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view schematically showing a side cross section when an
FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing a section taken along line XX of FIG. 2;
FIG. 4 is a schematic view schematically showing a side cross section when the
FIG. 5 is a view of the
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an open state of the intake valve when the intake valve is in a low lift state;
FIG. 7 is a schematic diagram showing an open state of the intake valve when the intake valve is in a high lift state;
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a valve lift amount of the
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a control map of the
FIG. 10 is a graph showing experimental results regarding ignition timing and combustion stability.
[Explanation of symbols]
2: cylinder 3: piston 4: combustion chamber 5: intake port 7: intake valve 12: variable valve lift mechanism 13: spark plug 20: flow control valve (valve element)
21: Natural frequency control valve (natural frequency control means)
31: EGR valve (exhaust gas recirculation control means)
45a: Wall portion f1: Tumble flow L1: Low intake air amount region in lean burn region L2: High intake air amount region in lean burn region
Claims (5)
該吸気通路に設けられる弁体と
該弁体を、所定の運転領域で閉成させて、該吸気通路を部分的に遮断することにより、燃焼室内で生成されるタンブル流を増大するタンブル流制御手段とを備えた火花点火式エンジンの吸気装置において、
上記吸気通路の吸気脈動に関する固有振動数を運転状態に応じて変更可能とするとともに、上記タンブル流制御手段によるタンブル流の増大制御が実行されている時は、該固有振動数を増大する固有振動数制御手段を備えたことを特徴とする火花点火式エンジンの吸気装置。An intake passage for independently supplying intake air to each combustion chamber of the multi-cylinder engine,
Tumble flow control that increases a tumble flow generated in a combustion chamber by closing a valve body provided in the intake passage and the valve body in a predetermined operation region and partially blocking the intake passage. Means for the spark-ignition engine, comprising:
The natural frequency relating to the intake pulsation in the intake passage can be changed according to the operating state, and when the tumble flow increasing control is being executed by the tumble flow control means, the natural frequency increasing the natural frequency is increased. An intake device for a spark ignition type engine, comprising a number control means.
該吸気通路と該燃焼室とを連通する開口部を開閉させる吸気弁とを備え、
上記吸気通路によって、該吸気弁の開成時に上記燃焼室内に吸気を供給することで、該燃焼室内に吸気のタンブル流を生成可能とする火花点火式エンジンの吸気装置において、
上記開口部の内、タンブル流を減衰させる吸気が燃焼室内に流入する該開口部の一部において、タンブル流を減衰させる吸気の燃焼室内への流入を抑制するように、燃焼室側に指向して形成される壁部と、
上記吸気弁の開弁時における弁リフト量を運転状態に応じて可変に制御するとともに、所定の運転領域においては、上記壁部と該吸気弁とにより形成される開口を小さくするように吸気弁の弁リフト量を低減させる弁リフト量制御手段と、
上記吸気通路の吸気脈動に関する固有振動数を運転状態に応じて変更可能とするとともに、上記弁リフト量制御手段により上記吸気弁の弁リフト量が低減されている状態においては、該固有振動数を増大する固有振動数制御手段とを備えたことを特徴とする火花点火式エンジンの吸気装置。An intake passage formed to supply intake air to each combustion chamber of the multi-cylinder engine independently, and to supply intake air to the combustion chamber inclining with respect to a reciprocating direction of the piston;
An intake valve that opens and closes an opening communicating the intake passage and the combustion chamber,
In the intake device for a spark ignition type engine that can generate a tumble flow of intake air in the combustion chamber by supplying intake air into the combustion chamber when the intake valve is opened by the intake passage,
At a part of the opening where the intake air for attenuating the tumble flow flows into the combustion chamber, the intake air is directed toward the combustion chamber so as to suppress the flow of the intake air for attenuating the tumble flow into the combustion chamber. A wall formed by
The valve lift amount at the time of opening the intake valve is variably controlled according to the operation state, and in a predetermined operation region, the intake valve is formed so as to reduce the opening formed by the wall and the intake valve. Valve lift amount control means for reducing the valve lift amount of
The natural frequency of the intake air pulsation in the intake passage can be changed according to the operating state, and in a state where the valve lift amount of the intake valve is reduced by the valve lift amount control means, the natural frequency is reduced. An intake device for a spark ignition type engine, comprising: an increasing natural frequency control means.
該空燃比制御手段は、吸入空気量が少ない低吸気量状態となる上記所定の運転領域において、空燃比を理論空燃比よりもリーンに設定することを特徴とする請求項1、あるいは請求項2記載の火花点火式エンジンの吸気装置。Air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the engine,
3. The air-fuel ratio control means sets the air-fuel ratio to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio in the predetermined operating region where the intake air amount is small and the air intake amount is low. An intake device for a spark ignition type engine according to the above.
該排気還流制御手段は、吸入空気量が少ない低吸気量状態となる上記所定の運転領域において、燃焼ガス量を所定値以上に制御することを特徴とする請求項1、あるいは請求項2記載の火花点火式エンジンの吸気装置。Equipped with exhaust gas recirculation control means for recirculating or remaining a part of the combustion gas of the engine in the combustion chamber and controlling the amount of recirculated or remaining combustion gas,
3. The exhaust gas recirculation control means according to claim 1 or 2, wherein the exhaust gas recirculation control means controls the combustion gas amount to a predetermined value or more in the predetermined operation region where the intake air amount is low and the intake air amount is low. Intake device for spark ignition engine.
該点火時期制御手段は、上記所定の運転領域において、点火時期を所定時期よりも遅角側に設定することを特徴とする請求項1、あるいは請求項2記載の火花点火式エンジンの吸気装置。Ignition timing control means for controlling the ignition timing of the ignition plug provided in the combustion chamber,
3. The intake device for a spark ignition engine according to claim 1, wherein the ignition timing control means sets the ignition timing to a more retarded side than the predetermined timing in the predetermined operation region.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2003
- 2003-03-28 JP JP2003089453A patent/JP2004293485A/en active Pending
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