JP2007187058A - Fuel injection type engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポート噴射弁と筒内噴射弁とを有する燃料噴射式エンジンに関する。 The present invention relates to a fuel injection engine having a port injection valve and an in-cylinder injection valve.
従来、吸気ポートと燃焼室との両方に燃料噴射弁を設置したデュアルインジェクション方式のエンジンが実用化されている(例えば、特許文献1を参照)。この種のエンジンでは、例えば低、中負荷域ではポート噴射と筒内噴射の両方を作動させ、均質な混合気を形成することによって、燃焼の安定化と低エミッション化・燃費向上が図られ、他方、高負荷領域では、ポート噴射を停止して筒内噴射のみを行うことによって、吸気冷却効果による充填効率の向上・ノッキングの抑制・高圧縮比・出力向上が図られる。 Conventionally, a dual injection type engine in which fuel injection valves are installed in both an intake port and a combustion chamber has been put into practical use (see, for example, Patent Document 1). In this type of engine, for example, both port injection and in-cylinder injection are operated in a low and medium load range to form a homogeneous air-fuel mixture, thereby stabilizing combustion and reducing emissions and improving fuel consumption. On the other hand, in the high load region, the port injection is stopped and only the in-cylinder injection is performed, thereby improving the charging efficiency by the intake air cooling effect, suppressing knocking, increasing the high compression ratio, and improving the output.
このようなデュアルインジェクション方式のエンジンでは、燃料供給のために、ポート噴射弁と筒内噴射弁とで共通の低圧ポンプが設けられている一方、筒内噴射弁への燃料供給系路には高圧ポンプおよびデリバリパイプが設けられており、これによって筒内噴射弁にポート噴射弁よりも高い圧力で燃料が供給される。 In such a dual injection type engine, a low pressure pump common to the port injection valve and the in-cylinder injection valve is provided for fuel supply, while a high pressure is provided in the fuel supply path to the in-cylinder injection valve. A pump and a delivery pipe are provided so that fuel is supplied to the in-cylinder injection valve at a pressure higher than that of the port injection valve.
しかし、この構成は、二種類の燃料噴射弁に互いに異なる燃料圧力を供給するために複数のポンプを用いることが必要であり、製造コストが非常に高くなるという問題がある。 However, this configuration requires the use of a plurality of pumps in order to supply different fuel pressures to the two types of fuel injection valves, and there is a problem that the manufacturing cost becomes very high.
そこで本発明の目的は、デュアルインジェクション方式のエンジンにおいて、製造コストを抑制しうる新規な構成を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel configuration capable of suppressing the manufacturing cost in a dual injection engine.
第1の本発明は、燃焼室に燃料を供給する筒内噴射弁と、吸気ポート内に燃料を供給するポート噴射弁と、を備えた燃料噴射式エンジンであって、前記筒内噴射弁と前記ポート噴射弁とに、互いに同一の圧力に加圧された燃料を供給する燃料供給手段と、を備えたことを特徴とする燃料噴射式エンジンである。 A first aspect of the present invention is a fuel injection type engine including an in-cylinder injection valve that supplies fuel to a combustion chamber, and a port injection valve that supplies fuel to an intake port. A fuel injection engine comprising a fuel supply means for supplying fuel pressurized to the same pressure to the port injection valve.
第1の本発明では、筒内噴射弁とポート噴射弁とに、互いに同一の圧力に加圧された燃料を供給するので、筒内噴射弁とポート噴射弁とに異なる圧力の燃料を供給する構造を設ける必要がなく、燃料供給経路と制御の共通化によって、製造コストを抑制することができる。 In the first aspect of the present invention, fuel pressurized to the same pressure is supplied to the in-cylinder injection valve and the port injection valve. Therefore, fuels of different pressures are supplied to the in-cylinder injection valve and the port injection valve. There is no need to provide a structure, and the manufacturing cost can be reduced by sharing the fuel supply path and control.
第2の本発明は、前記燃料供給手段は蓄圧のためのデリバリパイプを含み、前記筒内噴射弁と前記ポート噴射弁とが共通の前記デリバリパイプに接続されていることを特徴とする燃料噴射式エンジンである。 According to a second aspect of the present invention, the fuel supply means includes a delivery pipe for accumulating pressure, and the in-cylinder injection valve and the port injection valve are connected to the common delivery pipe. Expression engine.
第2の本発明では、ポート噴射弁と筒内噴射弁とでデリバリパイプが共用されるので、構造の簡素化によって製造コストを更に抑制することができる。 In the second aspect of the present invention, since the delivery pipe is shared by the port injection valve and the in-cylinder injection valve, the manufacturing cost can be further suppressed by simplifying the structure.
以下に、本発明の実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。図1において、本発明が適用されるバイフューエルエンジン1は、シリンダブロック2およびシリンダヘッド3を有し、シリンダブロック2内にはピストン4が摺動可能に設置されている。シリンダヘッド3には、吸気ポート5、排気ポート6および燃焼室7が形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, a bi-fuel engine 1 to which the present invention is applied has a cylinder block 2 and a
シリンダヘッド3には、筒内噴射弁8が燃焼室7に向けて設置されている。吸気ポート5には、ポート噴射弁9が設置されている。燃焼室7の頂部には点火栓10が設置されている。なお、図1は1気筒分の構造を示すが、エンジン1は4つの気筒を有し、そのそれぞれについて同様の構造を有する。
An in-
図2に示されるように、本実施形態に係る車両は、燃料タンク11と、燃料タンク11からの燃料をエンジン1に供給するための電動式の燃料ポンプ12とを備えている。燃料ポンプ12の吐出側の燃料配管13は、その中途から二方向に分岐しており、筒内燃料配管13aとポート燃料配管13bを有する。筒内燃料配管13aは、筒内燃料デリバリパイプ14aに接続されている。ポート燃料配管13bは、ポート燃料デリバリパイプ14bに接続されている。筒内燃料デリバリパイプ14aには複数の筒内噴射弁8が、またポート燃料デリバリパイプ14bには複数のポート噴射弁9が、それぞれ気筒数に応じた数だけ接続されている。
As shown in FIG. 2, the vehicle according to the present embodiment includes a
通常の筒内噴射式エンジンでは、筒内噴射弁に向かう燃料配管中に、フィード圧を供給する低圧ポンプに加えて更に高圧ポンプが設けられており、低圧ポンプの吐出圧力(フィード圧)は例えば0.3〜0.4MPaであり、高圧ポンプの吐出側の圧力は例えば12MPaである。しかしながら、本実施形態では、高圧ポンプは設けられておらず、かつ、燃料ポンプ12からの吐出圧力(フィード圧)は、従来のフィード圧よりも高く且つ従来のフィード圧よりも低い値、例えば2MPaとする。
In a normal in-cylinder injection engine, a high-pressure pump is provided in addition to a low-pressure pump that supplies feed pressure in a fuel pipe that is directed to the in-cylinder injection valve. The pressure on the discharge side of the high-pressure pump is, for example, 12 MPa. However, in this embodiment, no high-pressure pump is provided, and the discharge pressure (feed pressure) from the
燃料ポンプ12には、これを駆動するためのポンプ駆動回路(EDU)21が接続されている。筒内噴射弁8およびポート噴射弁9には、これらを個別に駆動するための噴射弁駆動回路(EDU)22が接続されている。これらEDU21,22は電子制御ユニット(ECU)30に接続されており、このECU30からの出力信号に従って、燃料ポンプ12、筒内噴射弁8およびポート噴射弁9を駆動する。
A pump drive circuit (EDU) 21 for driving the
ECU30はワンチップマイクロプロセッサを備えた周知のデジタルコンピュータとして構成されており、双方向性バスを介して相互に接続されたROM(リードオンリメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、CPU(マイクロプロセッサ)、常時電源に接続されているB−RAM(バックアップRAM)、入力ポート、出力ポート、A/D変換器、およびD/A変換器等を具備している。ECU30の入力ポートには、車両の状態を示す各種の物理量を検出するための図示しないセンサ類がA/D変換器を介して接続されており、そのようなセンサ類は例えば、クランク軸の近傍に設置されエンジン回転数を検出するクランク角センサ、アクセルペダルの踏み込み量を検出するためのアクセルペダルセンサ、スロットル弁の開度を検出するためのスロットルセンサ、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ、およびエンジン水温を検出するためのエンジン水温センサを含む。ECU30の出力ポートは、それぞれ、対応するD/A変換器および上述したEDU21,22などの駆動回路を介して、点火栓10、筒内噴射弁8、ポート噴射弁9、燃料ポンプ12等に接続されている。
The ECU 30 is configured as a well-known digital computer having a one-chip microprocessor, and is a ROM (read only memory), a RAM (random access memory), and a CPU (microprocessor) that are connected to each other via a bidirectional bus. A B-RAM (backup RAM) that is always connected to a power source, an input port, an output port, an A / D converter, a D / A converter, and the like are provided. Sensors (not shown) for detecting various physical quantities indicating the state of the vehicle are connected to the input port of the
以上のとおり構成された本実施形態では、ECU30からの制御出力によって、ポンプEDU21が制御され、燃料ポンプ12はそのフィード圧が所定値(例えば2MPa)に一致するように制御される。その結果、燃料ポンプ12からのフィード圧によって、筒内噴射弁8およびポート噴射弁9の両者に対して燃料が供給される。
In the present embodiment configured as described above, the pump EDU 21 is controlled by the control output from the
また、上記各センサの検出値に基づき、ECU30からの制御出力によって、噴射弁EDU22が制御され、筒内噴射弁8およびポート噴射弁9が所定のタイミングで駆動される。その結果、例えば低、中負荷域ではポート噴射と筒内噴射の両方を作動させることにより、均質な混合気の形成によって燃焼の安定化と低エミッション化・燃費向上が図られ、他方、高負荷領域では、ポート噴射を停止して筒内噴射のみを行うことによって、吸気冷却効果による充填効率の向上・ノッキングの抑制・高圧縮比・出力向上が図られる。
The injection valve EDU22 is controlled by the control output from the
以上のとおり、本実施形態では、高圧ポンプを設置せず、筒内噴射弁8とポート噴射弁9とに、共通の燃料ポンプ12によって互いに同一の圧力に加圧された燃料を供給するので、筒内噴射弁8とポート噴射弁9とに異なる圧力の燃料を供給する構造を設ける必要がなく、また、高圧ポンプと燃料ポンプとを個別に制御する必要もないため制御を簡易化することができる。すなわち、本実施形態では燃料供給経路と制御の共通化によって、製造コストを抑制することができる。
As described above, in this embodiment, the high pressure pump is not installed, and the fuel pressurized to the same pressure by the
また、従来の高圧ポンプを使用せず、筒内噴射弁8とポート噴射弁9とに、従来の高圧ポンプの吐出圧力(例えば12MPa)よりも低圧(2MPa)で燃料を供給することとしたので、冷間始動時などの始動直後にも、迅速に所望の燃料圧力を得ることができる。また、ポート噴射弁9による噴射圧力は従来のフィード圧(例えば0.3〜0.4MPa)よりも高圧であるため、吸気ポート5内での燃料の微粒化が良好である。したがって本実施形態では、筒内噴射弁8の噴射圧力が従来よりも低いことに起因したエンジン性能の低下を抑制することができる。
In addition, since the conventional high pressure pump is not used, fuel is supplied to the in-
次に、第2実施形態について説明する。図3において、第2実施形態に係る車両では、筒内噴射弁8とポート噴射弁9とが、共通のデリバリパイプ114に接続されている。デリバリパイプ114には、共通の燃料ポンプからの燃料配管113が接続されている。なお、第2実施形態における残余の構造は上記第1実施形態と同様であるため、同一部材に同一符号を付してその詳細の説明を省略する。
Next, a second embodiment will be described. In FIG. 3, in the vehicle according to the second embodiment, the in-
しかして、第2実施形態では、ポート噴射弁9と筒内噴射弁8とでデリバリパイプ114が共用されるので、構造の簡素化によって製造コストを更に抑制することができる。
Therefore, in the second embodiment, since the
なお、上記各実施形態では、燃料ポンプ12からのフィード圧を2MPaとしたが、燃料ポンプ12からのフィード圧の値はこれに限られず、好ましくは1MPa以上3MPa以下であれば、ポート噴射弁9と筒内噴射弁8からの特に良好な噴射を実行できる。また、上記各実施形態では燃料ポンプ12からのフィード圧を固定値としたが、燃料ポンプ12からのフィード圧は可変としてもよい。
In each of the above embodiments, the feed pressure from the
また、上記実施形態では燃料としてガソリンを用いた例につき説明したが、燃料としてイソオクタン、ヘキサン、ヘプタン、軽油、灯油のような炭化水素、或いは液体の状態で保存しうるブタン、プロパンのような炭化水素、或いはメタノールを用いることができることはいうまでもない。 In the above embodiment, an example in which gasoline is used as the fuel has been described. However, hydrocarbons such as isooctane, hexane, heptane, light oil, and kerosene as fuel, or carbon such as butane and propane that can be stored in a liquid state. Needless to say, hydrogen or methanol can be used.
1 エンジン
8 筒内噴射弁
9 ポート噴射弁
11 燃料タンク
12 燃料ポンプ
13,113 燃料配管
13a 筒内燃料配管
13b ポート燃料配管
14a 筒内燃料デリバリパイプ
14b ポート燃料デリバリパイプ
30 電子制御ユニット(ECU)
114 デリバリパイプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
114 Delivery pipe
Claims (2)
前記筒内噴射弁と前記ポート噴射弁とに、互いに同一の圧力に加圧された燃料を供給する燃料供給手段と、を備えたことを特徴とする燃料噴射式エンジン。 A fuel injection type engine comprising: an in-cylinder injection valve that supplies fuel to a combustion chamber; and a port injection valve that supplies fuel into an intake port;
A fuel injection engine comprising: fuel supply means for supplying fuel pressurized to the same pressure to the cylinder injection valve and the port injection valve.
前記燃料供給手段は蓄圧のためのデリバリパイプを含み、前記筒内噴射弁と前記ポート噴射弁とが共通の前記デリバリパイプに接続されていることを特徴とする燃料噴射式エンジン。
The fuel injection engine according to claim 1,
The fuel supply means includes a delivery pipe for accumulating pressure, and the in-cylinder injection valve and the port injection valve are connected to the common delivery pipe.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006005086A JP2007187058A (en) | 2006-01-12 | 2006-01-12 | Fuel injection type engine |
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JP2006005086A Pending JP2007187058A (en) | 2006-01-12 | 2006-01-12 | Fuel injection type engine |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012067639A (en) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Internal combustion engine and its control device |
-
2006
- 2006-01-12 JP JP2006005086A patent/JP2007187058A/en active Pending
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