JP2007100642A - エンジンのタンブル流制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】強いタンブル流を点火時期まで維持することができるエンジンのタンブル流制御装置を提供する。
【解決手段】燃焼室１１に連通する吸気ポート１２と、ピストン３３の上下動に応動して吸気ポート１２を開閉し燃焼室１１への吸気を制御する吸気バルブ３１と、吸気ポート１２を上下に二分して第１通路１２ｂ及び第２通路１２ａを形成する隔壁１３と、第１通路１２ｂに設けられ、開度に応じて第１通路１２ｂを通流する空気量を制御して燃焼室内にタンブル流を生成するタンブルコントロールバルブ１４と、吸気行程前半でタンブルコントロールバルブ１４を略半開し、吸気行程後半から吸気バルブ３１が閉じるまではタンブルコントロールバルブ１４を略全閉するタンブルコントロールバルブ制御手段２０とを有することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

この発明は、エンジンの燃焼室内のタンブル流を制御する装置に関する。

点火プラグ周辺に混合気を形成するとともに、その周りに空気に近い希薄な混合気を形成する層状化（成層化）を図るには、燃焼室内のガス流動を制御することが重要である。

従来は、吸気ポートにタンブルコントロールバルブ（吸気流制御軸）を設け、そのタンブルコントロールバルブを負荷に応じて開閉することで低負荷時に燃焼室内にタンブル流を生成するようにしている（特許文献１）。
実開平７−７８３８号公報

ところが前述した装置では、圧縮行程後半においてタンブル流が崩壊してしまい、点火時期においてはすでに混合気の成層化が弱まっている、又はなされていないことがわかった。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、強いタンブル流を点火時期まで維持することができるエンジンのタンブル流制御装置を提供することを目的としている。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、燃焼室（１１）に連通する吸気ポート（１２）と、ピストン（３３）の上下動に応動して前記吸気ポート（１２）を開閉し前記燃焼室（１１）への吸気を制御する吸気バルブ（３１）と、前記吸気ポート（１２）を上下に二分して第１通路（１２ｂ）及び第２通路（１２ａ）を形成する隔壁（１３）と、前記第１通路（１２ｂ）に設けられ、開度に応じて第１通路（１２ｂ）を通流する空気量を制御して燃焼室内にタンブル流を生成するタンブルコントロールバルブ（１４）と、吸気行程前半で前記タンブルコントロールバルブ（１４）を略半開し、吸気行程後半から前記吸気バルブ（３１）が閉じるまでは前記タンブルコントロールバルブ（１４）を略全閉するタンブルコントロールバルブ制御手段（２０）とを有することを特徴とする。

本発明によれば、タンブルコントロールバルブをサイクル中に開閉するようにしたので、タンブル流を圧縮行程後半においても維持することができるのである。

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明によるエンジンのタンブル流制御装置の第１実施形態を示す図であり、図１（Ａ）は側面から見た模式図、図１（Ｂ）は吸気ポート付近を上面から見た模式図、図１（Ｃ）はタンブルコントロールバルブを開閉する電磁弁の模式図である。なお本明細書では、慣例にしたがい、燃焼室のルーフ側を上、クランクシャフト側を下として説明する。すなわちピストンは、吸気行程及び膨張行程で下方へ移動し、圧縮行程及び排気行程で上方に移動する
タンブル流制御装置１０は、エンジンの燃焼室１１に連通する吸気ポート１２と、隔壁１３と、タンブルコントロールバルブ１４と、電磁弁１５と、クランク角センサ１６と、コントローラ２０とを有する。なおピストン３３の上下動に応動して吸気バルブ３１及び排気バルブ３２が開閉し、燃焼室１１の吸排気が制御される。

隔壁１３は吸気ポート１２内に設けられている。隔壁１３は吸気ポート１２をペントルーフ稜線１１ｃ側のアッパ通路１２ａと、燃焼室１１の側壁１１ａ側のロア通路１２ｂとに二分する。

タンブルコントロールバルブ１４は、ロア通路１２ｂに設けられている。タンブルコントロールバルブ１４は、シャフト１４ａを中心に開閉する。タンブルコントロールバルブ１４は、開閉角度に応じてロア通路１２ｂの流路断面積を変更する。

電磁弁１５は、シャフト１４ａを回転させることによってタンブルコントロールバルブ１４を開閉する。

クランク角センサ１６は、クランクシャフトの回転角度を検出する。アクセルペダルポジションセンサ１７は、アクセルペダルの踏込量を検出する。水温センサ１８はエンジンの冷却水温を検出する。

コントローラ２０は、センサの検出信号に合わせて電磁弁１５を制御してタンブルコントロールバルブ１４を開閉する。コントローラ２０は中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ２０を複数のマイクロコンピュータで構成してもよい。

ここで発明の理解を容易にするために、図１２を参照して解決しようとしている課題についてさらに詳しく説明する。なお図１２は、タンブルコントロールバルブの開度を、サイクル中は一定のままにしておく場合に生成されるタンブル流について説明する図である。

上述の通り、従来は、吸気ポートにタンブルコントロールバルブを設け、そのタンブルコントロールバルブを負荷に応じて制御していた。すなわち低負荷時にはタンブルコントロールバルブを閉じておくことで、燃焼室内にタンブル流を生成するようにしていた。ところがこのような方法では、圧縮行程後半においてタンブル流が崩壊していたのである。

本件発明者らは、日夜鋭意研究を重ねることにより、この原因が以下であることを明らかにした。

図１２（Ａ）に示すように、タンブルコントロールバルブ１４を閉じておくと、ピストン３３の下降とともに吸気ポート１２のアッパ通路１２ａから空気が燃焼室１１に吸入される。この吸気Ａのほとんどは、排気バルブ３２側のルーフ１１ｅから側壁１１ｂに沿って流れる。

そして図１２（Ｂ）に示すように、この空気Ａは、ピストン３３の上昇とともに吸気バルブ３１側のルーフ１１ｄに連続する側壁１１ａに沿って上昇する。またこの時点でも吸気の慣性効果によって吸気ポート１２→アッパ通路１２ａを通って燃焼室１１に流入する空気もある。したがってこのときの燃焼室内には、吸気バルブ３１側の壁面１１ａに沿って流れる上昇流が生じるとともに、排気バルブ３２側の壁面１１ｂに沿って流れる下降流が生じている。ただしアッパ通路１２ａから流入する空気量は少ないので、排気バルブ３２側の下降流よりも、吸気バルブ３１側の上昇流が多い。

そして圧縮行程後半では、図１２（Ｃ）に示すように、ピストン３３の上昇とともに吸気バルブ３１側の壁面１１ａに沿って流れる上昇流Ａが多く、排気バルブ３２側の壁面１１ｂに沿って流れる下降流が少ない。このような状態では上昇流Ａは、燃焼室ルーフ１１ｄに到達すると、その後の行き場所がないのでタンブル流が崩壊するのである。

これをタンブル中心で考えると、タンブル中心が排気バルブ３２側の壁面１１ｂ付近に存在する状態である。

このような解析に基づいて本件発明者らは、タンブル流を維持するには、上昇流と下降流とのバランスを図ってタンブル中心を気筒中心付近に留めておくことが重要であるとの知見に基づき本発明を完成するに至ったのである。

そしてさらに本件発明者らは、隔壁１３によって吸気ポート１２をアッパ通路１２ａとロア通路１２ｂとに分け、ロア通路１２ｂの通流を制御するタンブルコントロールバルブ１４を閉じておき、サイクル途中（ＢＤＣの手前）で開くようにすることで、タンブル中心を気筒中心付近に留めておくことができるという知見を得たのである。すなわち、このようにすることでタンブルコントロールバルブ１４を開いた後はロア通路１２ｂからも空気が流れ込むこととなる。この空気がピストン３３の上昇とともに側壁１１ａに沿って上昇する空気に衝突し、上昇流動を少なくする。その結果、上昇流の流量が適量にされ、燃焼室ルーフ１１ｄに到達した後は、燃焼室ルーフ１１ｅ→側壁１１ｂに沿って下降し、タンブル中心を気筒中心に留めることができるのである。

以下ではタンブルコントロールバルブ１４の開閉の具体的な制御について図２のフローチャートに沿って説明する。

ステップＳ１１において、コントローラ５０はクランク角CAを読み込む。

ステップＳ１２において、コントローラ５０はタンブルコントロールバルブが開いているか否かを判定する。開いていなければステップＳ１３に処理を移行し、開いていればステップＳ１５へ処理を移行する。

ステップＳ１３において、コントローラ５０はクランク角CAが基準角度Ａを超えたか否かを判定する。超えていなければ処理を抜け、超えていればステップＳ１４に処理を移行する。

ステップＳ１４において、コントローラ５０はタンブルコントロールバルブを開く。

ステップＳ１５において、コントローラ５０はクランク角CAが基準角度Ｂを超えたか否かを判定する。超えていなければ処理を抜け、超えていればステップＳ１６に処理を移行する。

ステップＳ１６において、コントローラ５０はタンブルコントロールバルブを閉じる。

図３は、タンブルコントロールバルブ１４の開閉タイミングを示すタイミングチャートである。

なお図２のフローチャートとの対応が分かりやすくなるように、図２のステップ番号をＳ付けで併記する。

クランク角を読み込み（Ｓ１１）、クランク角が基準角度Ａ（ＩＶＣより小さい吸気行程中の所定角度；具体的にはあらかじめ実験を通じて設定しておくが一例を挙げるならばＴＤＣから１２０〜１５０ｄｅｇ程度）を超えるまではタンブルコントロールバルブ１４の開口率を０％（すなわち全閉）にしておき、基準角度Ａを超えたら（Ｓ１３）、タンブルコントロールバルブ１４を開き（Ｓ１４）、開口率を１００％（すなわち全開）にする。そしてクランク角が基準角度Ｂ（ＩＶＣ以降ＩＶＯまでの任意の角度）を超えたら（Ｓ１５）、タンブルコントロールバルブ１４を閉じ（Ｓ１６）、開口率を０％にする。

ここでタンブルコントロールバルブの開閉状態について補足する。

タンブルコントロールバルブ１４の開口率とは、タンブルコントロールバルブ１４が無いとした場合のロア通路１２ｂの流路断面積（吸気の流れ方向を法線とする断面の面積）に対するタンブルコントロールバルブ１４によって開いている流路断面積の割合である。

すなわちタンブルコントロールバルブ開口率１００％とは、タンブルコントロールバルブ１４によって開いている流路断面積がタンブルコントロールバルブ１４が無いとした場合のロア通路１２ｂの流路断面積に等しい状態である。またタンブルコントロールバルブ開口率０％とは、タンブルコントロールバルブ１４が閉じているために路断面積がゼロとなっている状態である。

本実施形態では、タンブルコントロールバルブ１４の開口率が０％又は１００％になるように開閉しているが、この数値は一例である。例えば閉状態で開口率１０％程度にしたり、開状態で開口率９０％程度にしてもよい。

図４は、第１実施形態の制御による効果を説明する図である。図４（Ａ）は吸気行程前半(CA=90degATDC)、図４（Ｂ）は吸気行程後半(CA=180degATDC)、図４（Ｃ）は圧縮行程後半(CA=270degATDC)を示している。また図中の矢印(→)は吸気の流れを示し、黒丸(●)はタンブル中心を示す。

図４（Ａ）に示すように吸気行程前半では、タンブルコントロールバルブ１４を閉じておく。すると吸気Ａはアッパ通路１２ａを通流して燃焼室１１に流れ込む。そしてほとんどの吸気Ａは排気バルブ３２側のルーフ１１ｅから側壁１１ｂに沿って下降する。

そしてＢＤＣ(CA=180degATDC)に達する前にタンブルコントロールバルブ１４を開く。するとロア通路１２ｂを通流して燃焼室１１に流入する吸気Ｂの流れができる。この流れＢが吸気バルブ３１側の側壁１１ａに沿って上昇する空気Ａの流れを弱める。

これにより、上昇流と下降流とが釣り合い、タンブル中心が気筒中心付近に留めることとなり、圧縮行程後半においてもタンブル流が維持されるのである（図４（Ｃ））。

図５は、サイクル中における燃焼室内のタンブル中心の移動を示す図である。また図６は、サイクル中におけるタンブル比を示す図である。なおタンブル比とは、クランクシャフト１回転当たりの吸入空気のタンブル回転量である。

図１２に示した従来装置のように、サイクル中にタンブルコントロールバルブ１４を閉じたままにした場合には、図５の破線に示すように吸気行程前半(CA=90degA)→吸気行程後半(CA=180degA)→圧縮行程後半(CA=270degA)となるにつれて、タンブル中心は吸気バルブ側の壁面１１ａ付近から排気バルブ側の壁面１１ｂ付近へと移動する。このようにタンブル中心は、燃焼室中心付近から外れてしまっていた。その結果、タンブル比は図６の破線に示すように、圧縮行程後半(CA=270degA)において小さくなっていた。

ところが本実施形態のようにタンブルコントロールバルブ１４をサイクル中に開閉することで、タンブル中心は、図５の実線に示すように吸気行程前半(CA=90degA)→吸気行程後半(CA=180degA)となると、吸気側の壁面１１ａ付近から燃焼室中心付近に移動し、圧縮行程後半(CA=270degA)となっても、燃焼室中心付近に維持される。その結果、タンブル比は図６の実線に示すように、圧縮行程後半(CA=270degA)においても大きい。

このように本実施形態によれば、タンブルコントロールバルブ１４をサイクル中に開閉するようにしたので、タンブル流は、圧縮行程後半においても維持されるのである。

また本実施形態では、図４に示したように、タンブルコントロールバルブ１４の先端が燃焼室側になるようにタンブルコントロールバルブ１４を開閉制御する。このようにすれば、タンブルコントロールバルブ１４を開くときに、空気の流れに逆らわないので、電磁弁１５は大きな駆動力を必要としない。なお吸気バルブ３１を閉じているときにタンブルコントロールバルブ１４を閉じる。したがって吸気の流れがないので、タンブルコントロールバルブ１４を閉じる際も、電磁弁１５は大きな駆動力を必要としない。

（第２実施形態）
図７は、本発明によるエンジンのタンブル流制御装置の第２実施形態を示すフローチャートである。

なお以下に示す実施形態では前述した実施形態と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。

本実施形態は、第１実施形態に対してタンブルコントロールバルブの開閉タイミングを変更している。

ステップＳ２１において、コントローラ５０はクランク角CAを読み込む。

ステップＳ２２において、コントローラ５０はタンブルコントロールバルブが閉じているか否かを判定する。閉じていなければステップＳ２３に処理を移行し、閉じていればステップＳ２５へ処理を移行する。

ステップＳ２３において、コントローラ５０はクランク角CAが基準角度Ｃを超えたか否かを判定する。超えていなければ処理を抜け、超えていればステップＳ２４に処理を移行する。

ステップＳ２４において、コントローラ５０はタンブルコントロールバルブを閉じる。

ステップＳ２５において、コントローラ５０はクランク角CAが基準角度Ｄを超えたか否かを判定する。超えていなければ処理を抜け、超えていればステップＳ２６に処理を移行する。

ステップＳ２６において、コントローラ５０はタンブルコントロールバルブを開く。

次に具体的な開閉タイミングを図３のタイミングチャートを参照して説明する。なお図７のフローチャートとの対応が分かりやすくなるように、図７のステップ番号をＳ付けで併記する。

クランク角を読み込み（Ｓ２１）、クランク角が基準角度Ｃ（ＩＶＣよりは小さい）を超えるまではタンブルコントロールバルブ１４の開口率を５０％（すなわち半開）にしておき、基準角度Ｃを超えたら（Ｓ２３）、タンブルコントロールバルブ１４を閉じ（Ｓ２４）、開口率を０％（すなわち全閉）にする。そしてクランク角が基準角度Ｄ（ＩＶＣ以降ＩＶＯまでの任意の角度）を超えたら（Ｓ２５）、タンブルコントロールバルブ１４を開き（Ｓ２６）、開口率を５０％にする。

なお本実施形態では、タンブルコントロールバルブ１４の開口率が０％又は５０％になるように開閉しているが、この数値は一例である。例えば閉状態で開口率１０％程度にしたり、開状態で開口率４０％や６０％程度にしてもよい。

図８は、第２実施形態の制御による効果を説明する図である。図８（Ａ）は吸気行程前半(CA=90degATDC)、図８（Ｂ）は吸気行程後半(CA=180degATDC)、図８（Ｃ）は圧縮行程後半(CA=270degATDC)を示している。また図中の矢印(→)は吸気の流れを示し、黒丸(●)はタンブル中心を示す。

図８（Ａ）に示すように吸気行程前半では、タンブルコントロールバルブ１４を半開しておく。すると空気Ａはアッパ通路１２ａを通流して燃焼室１１に流れ込むとともに、その半分程度の流量の空気Ｂがロア通路１２ｂを通流して燃焼室１１に流れ込む。そして空気Ａは排気バルブ３２側のルーフ１１ｅから側壁１１ｂに沿って下降する。また空気Ｂは吸気バルブ３１側の側壁１１ａに沿って下降する。

そして空気Ｂは空気Ａの流れを弱める。

これにより、上昇流と下降流とが釣り合い、タンブル中心が気筒中心付近に留めることとなり、圧縮行程後半においてもタンブル流が維持されるのである（図８（Ｃ））。

本実施形態ではタンブルコントロールバルブ１４をサイクル中に開閉することで、タンブル中心は、図５の破線に示されるように吸気行程前半(CA=90degA)→吸気行程後半(CA=180degA)となると、吸気側の壁面１１ａ付近から燃焼室中心付近に移動し、圧縮行程後半(CA=270degA)となっても、燃焼室中心付近に維持される。その結果、タンブル比は図６の破線に示されるように、圧縮行程後半(CA=270degA)においても大きいのである。

このように本実施形態によれば、タンブルコントロールバルブ１４をサイクル中に開閉するようにしたので、タンブル流は、圧縮行程後半においても維持されるのである。

また本実施形態では、図８に示したように、タンブルコントロールバルブ１４の先端が燃焼室の反対側になるようにタンブルコントロールバルブ１４を開閉制御する。このようにすれば、タンブルコントロールバルブ１４を閉じるときに、空気の流れに逆らわないので、電磁弁１５は大きな駆動力を必要としない。なお吸気バルブ３１を閉じているときにタンブルコントロールバルブ１４を開く。したがって吸気の流れがないので、タンブルコントロールバルブ１４を開く際も、電磁弁１５は大きな駆動力を必要としない。

（第３実施形態）
図９は、本発明によるエンジンのタンブル流制御装置の第３実施形態を示すフローチャートである。

本実施形態は、エンジンの回転速度及び負荷に応じてタンブルコントロールバルブの開閉タイミングを変更する。すなわち図６に示されているように、ＴＣＶ制御モード１の方がＴＣＶ制御モード２よりもタンブル比が大きく、タンブル流が強いので、特に低回転低負荷で使用することで、燃費が向上する。

一方、ＴＣＶ制御モード２は吸気行程でタンブルコントロールバルブ１４を半開にしているので、ＴＣＶ制御モード１よりも吸気量が多くなるので、エンジン回転速度や負荷が大きくなったときでも使用することができる。

したがって、エンジンの回転速度及び負荷に応じてタンブルコントロールバルブの開閉タイミングを変更することで、燃費向上及び出力バランスの両立を図ることができるのである。

以下ではタンブルコントロールバルブ１４の開閉の具体的な制御について図９のフローチャートに沿って説明する。

ステップＳ１において、コントローラ５０はエンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌを読み込む。

ステップＳ２において、コントローラ５０は第１運転領域であるか否かを判定する。第１運転領域であればステップＳ１０に処理を移行し、第１運転領域でなければステップＳ３へ処理を移行する。なお第１運転領域であるか否かは、具体的には、あらかじめＲＯＭに格納された図１０に示す特性のマップに基づいて判定する。このマップはあらかじめ実験を通じて設定される。またこの第１運転領域とはアイドル運転の領域を想定しているが、具体的な範囲については機種ごとに適合する。

ステップＳ３において、コントローラ５０は第２運転領域であるか否かを判定する。第２運転領域であればステップＳ２０に処理を移行し、第２運転領域でなければステップＳ４へ処理を移行する。なお第２運転領域であるか否かは、具体的には、あらかじめＲＯＭに格納された図１０に示す特性のマップに基づいて判定する。また第２運転領域は、第１運転領域よりは高回転高負荷の運転の領域であってエンジン回転速度で2000rpm以下程度の領域である。ただし具体的な範囲については機種ごとに適合する。

ステップＳ４において、コントローラ５０はタンブルコントロールバルブ１４を全開する。

ステップＳ１０において、コントローラ５０はＴＣＶ制御モード１を実行する。なおＴＣＶ制御モード１は、上述の図２であるので、具体的な内容についての説明は省略する。

ステップＳ２０において、コントローラ５０はＴＣＶ制御モード２を実行する。なおＴＣＶ制御モード２は、上述の図７であるので、具体的な内容についての説明は省略する。

本実施形態によれば、エンジンの回転速度及び負荷に応じてタンブルコントロールバルブの開閉タイミングを変更することで、燃費向上及び出力バランスの両立を図ることができる。

（第４実施形態）
図１１は、本発明によるエンジンのタンブル流制御装置の第４実施形態を示すフローチャートである。

本実施形態は、エンジンが暖機状態であるか冷機状態（暖機状態になっていない状態）であるかに応じてタンブルコントロールバルブの開閉タイミングを変更する。すなわち図６に示されているように、ＴＣＶ制御モード１の方がＴＣＶ制御モード２よりもタンブル比が大きく、タンブル流が強いので、特に始動性能に優れる。一方、ＴＣＶ制御モード２は吸気行程でタンブルコントロールバルブ１４を半開にしているので、ＴＣＶ制御モード１よりも吸気量が多く、暖機後であればＴＣＶ制御モード１よりも燃費が向上する。したがって、エンジンが冷機状態であるか暖機状態であるかに応じてタンブルコントロールバルブの開閉タイミングを変更することで、始動性能及び燃費向上の両立を図ることができるのである。

以下ではタンブルコントロールバルブ１４の開閉の具体的な制御について図１１のフローチャートに沿って説明する。

ステップＳ５において、コントローラ５０は冷却水温Ｔｗを読み込む。

ステップＳ６において、コントローラ５０は冷却水温Ｔｗが８０℃を超えているか否かを判定する。超えていなければステップＳ１０に処理を移行し、超えていればステップＳ２０へ処理を移行する。なお水温８０℃とはエンジンが冷機状態であるか暖機状態であるかの判定温度であり、必ずしも８０℃に限定されるものではない。エンジン機種によって適宜変更すればよい。

ステップＳ１０において、コントローラ５０はＴＣＶ制御モード１を実行する。なおＴＣＶ制御モード１は、上述の図２であるので、具体的な内容についての説明は省略する。

ステップＳ２０において、コントローラ５０はＴＣＶ制御モード２を実行する。なおＴＣＶ制御モード２は、上述の図７であるので、具体的な内容についての説明は省略する。

本実施形態によれば、エンジンが冷機状態であるか暖機状態であるかに応じてタンブルコントロールバルブの開閉タイミングを変更するようにしたので、始動性能及び燃費向上の両立を図ることができるのである。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。

例えば、上記実施形態においては、電磁弁を用いてタンブルコントロールバルブを開閉する構造を例示して説明したが、例えば圧電素子を使用してもよい。またカムシャフトと同期回転するカムを利用してタンブルコントロールバルブを開閉してもよい。

また上記説明においては、ロア通路にタンブルコントロールバルブを設け、それを開閉して順タンブル流を生成しているが、アッパ通路にタンブルコントロールバルブを設け、それを開閉して逆タンブル流を生成する場合でも同様の制御で効果を得ることができる。

本発明によるエンジンのタンブル流制御装置の第１実施形態を示す図である。 タンブルコントロールバルブの開閉の具体的な制御について説明するフローチャートである。 タンブルコントロールバルブの開閉タイミングを示すタイミングチャートである。 第１実施形態の制御による効果を説明する図である。 サイクル中における燃焼室内のタンブル中心の移動を示す図である。 サイクル中におけるタンブル比を示す図である。 本発明によるエンジンのタンブル流制御装置の第２実施形態を示すフローチャートである。 第２実施形態の制御による効果を説明する図である。 本発明によるエンジンのタンブル流制御装置の第３実施形態を示すフローチャートである。 運転領域の特性を示すマップである。 本発明によるエンジンのタンブル流制御装置の第４実施形態を示すフローチャートである。 タンブルコントロールバルブの開度を、サイクル中は一定のままにしておく場合に生成されるタンブル流について説明する図である。

符号の説明

１０ タンブル流制御装置
１１ 燃焼室
１２ 吸気ポート
１２ａ アッパ通路（第２通路）
１２ｂ ロア通路（第１通路）
１３ 隔壁
１４ タンブルコントロールバルブ
２０ コントローラ（タンブルコントロールバルブ制御手段）
３１ 吸気バルブ
３２ 排気バルブ
３３ ピストン

Claims (4)

1. 燃焼室に連通する吸気ポートと、
   ピストンの上下動に応動して前記吸気ポートを開閉し前記燃焼室への吸気を制御する吸気バルブと、
   前記吸気ポートを上下に二分して第１通路及び第２通路を形成する隔壁と、
   前記第１通路に設けられ、開度に応じて第１通路を通流する空気量を制御して燃焼室内にタンブル流を生成するタンブルコントロールバルブと、
   吸気行程前半で前記タンブルコントロールバルブを略半開し、吸気行程後半から前記吸気バルブが閉じるまでは前記タンブルコントロールバルブを略全閉するタンブルコントロールバルブ制御手段と、
   を有するエンジンのタンブル流制御装置。
2. 前記第１通路は前記吸気ポートの下側通路であり、
   前記第２通路は前記吸気ポートの上側通路である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンのタンブル流制御装置。
3. 前記タンブルコントロールバルブ制御手段は、
   エンジンの暖機前では、吸気行程前半で前記タンブルコントロールバルブを略全閉し、吸気行程後半から前記吸気バルブが閉じるまでは前記タンブルコントロールバルブを略全開し、
   エンジンの暖機後では、吸気行程前半で前記タンブルコントロールバルブを略半開し、吸気行程後半から前記吸気バルブが閉じるまでは前記タンブルコントロールバルブを略全閉する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンのタンブル流制御装置。
4. 前記タンブルコントロールバルブ制御手段は、
   エンジンがアイドル状態である第１運転領域では、吸気行程前半で前記タンブルコントロールバルブを略全閉し、吸気行程後半から前記吸気バルブが閉じるまでは前記タンブルコントロールバルブを略全開し、
   前記第１運転領域よりは高回転高負荷である第２運転領域では、吸気行程前半で前記タンブルコントロールバルブを略半開し、吸気行程後半から前記吸気バルブが閉じるまでは前記タンブルコントロールバルブを略全閉する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンのタンブル流制御装置。

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