JP2009074476A - 筒内燃料直接噴射式内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 筒内に強い旋回気流を生成するとともに、均質性の高い混合気を生成することができる筒内燃料直接噴射式内燃機関を提供する。
【解決手段】 吸気ポート１０を区画する隔壁１１と、隔壁１１で区画された第１及び第２の吸気通路１２、１３各々を開閉する吸気ポート制御弁５９とを備える内燃機関５０Ａであって、吸気ポート制御弁５９が吸気行程における燃料噴射期間中に第１及び第２の吸気通路１２、１３各々の開閉状態を互いに切り替える。また隔壁１１のうち少なくとも燃焼室５４側の端部は、筒内に噴射される燃料の噴霧の中心軸線Ｐ１を含み、且つ吸気ポート１０の中心軸線のうち、隔壁１１の燃焼室５４側の端部における断面中心点Ｐ２を含む平面Ｓ１に略直交するように配設されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は筒内燃料直接噴射式内燃機関に関し、特に吸気ポートに隔壁と制御弁とを備える筒内燃料直接噴射式内燃機関に関する。

従来、筒内にタンブルやスワールといった旋回気流を生成するために、吸気ポートを区画する隔壁や、吸気流を制御するための制御弁を吸気ポートに備えた内燃機関が知られている。この種の内燃機関につき、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献１から４までで提案されている。

特開２００４−１５０３６１号公報 特開平１０−３３１６４７号公報 特開２００１−３７５２号公報 特開２００５−３０７７７４号公報

ところで筒内燃料直接噴射式内燃機関では、燃料が通常、一定の方向に向けて筒内に噴射されるところ、このように噴射された燃料は噴射直後に筒内に一様に分布するわけではなく、筒内に偏在することになる。これに対して混合気の均質性は、一般に筒内に強い旋回気流を生成することで向上させることができる。しかしながら、筒内に強い旋回気流を生成するだけでは、噴射直後に燃料が筒内に偏在することに起因して均質性が不十分な混合気が生成されることもあり、この結果、燃焼変動が発生したり、未燃ＨＣが発生したりする虞があった。

そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、筒内に強い旋回気流を生成するとともに、均質性の高い混合気を生成することができる筒内燃料直接噴射式内燃機関を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は吸気ポートを区画する隔壁と、該隔壁で区画された吸気通路各々を開閉する開閉弁とを備える筒内燃料直接噴射式内燃機関であって、前記開閉弁が吸気行程における燃料噴射期間中に前記吸気通路各々の開閉状態を互いに切り替えることを特徴とする。

本発明によれば、吸気行程における燃料噴射期間中に吸気通路各々の開閉状態を切り替えることで、燃料の噴霧に対する吸気の流通方向を変化させることができ、これにより燃料の噴霧の方向を変化させることができる。このため本発明によれば、噴射直後の燃料が筒内に偏在することに起因して発生する混合気の不均質性を改善できる。また本発明によれば、吸気行程における燃料噴射期間中に隔壁で区画された吸気通路各々のうち、一方が開かれた状態になるため、筒内に強い旋回気流を生成できる。さらに本発明によれば、筒内に強い旋回気流を生成することによる混合気の均質性の向上も図ることができることから、均質性の高い混合気を生成することができる。

また本発明はさらに前記隔壁のうち少なくとも燃焼室側の端部が、筒内に噴射される燃料の噴霧の中心軸線を含み、且つ前記吸気ポートの中心軸線のうち、前記端部における中心点を含む平面に略直交するように配設されていてもよい。本発明によれば、吸気行程における燃料噴射期間中に吸気通路各々の開閉状態を互いに切り替えることで、燃料の噴霧に対する吸気の流通方向を略垂直に変化させることができ、これにより燃料の噴霧の方向を効率的に変化させることができる。このため本発明によれば、噴射直後の燃料が筒内に偏在することに起因して発生する混合気の不均質性をさらに効率的に改善できる。

また本発明は前記開閉弁が吸気行程における燃料噴射期間中の前半と後半とで前記吸気通路各々の開閉状態を互いに切り替えてもよい。また吸気行程における燃料噴射期間中に吸気通路各々の開閉状態を互いに切り替えるにあたっては、燃料噴射期間が短いことに鑑み、具体的には例えば本発明のように吸気行程における燃料噴射期間中の前半、後半に分けて吸気通路各々の開閉状態を互いに切り替えることが好適である。なお、前半、後半とは吸気行程の燃料噴射期間中に１回、開閉状態を切り替えることを意味するものであり、前半と後半は燃料噴射期間の半分の時間で区分されていなくてもよい。

また本発明は筒内に燃料を噴射するための燃料噴射弁が燃焼室周りで、且つ前記吸気ポート側の部分に配設されているとともに、前記開閉弁が吸気行程における燃料噴射期間中の前半に前記吸気通路各々のうち、下方の吸気通路を閉じた状態にするとともに、前記燃料噴射期間中の後半に前記吸気通路各々のうち、上方の吸気通路を閉じた状態にすることで、吸気行程における燃料噴射期間中の前半と後半とで前記吸気通路各々の開閉状態を互いに切り替えてもよい。また具体的には本発明のように前記吸気通路各々の開閉状態を切り替えれば、切り替えの際に燃料の噴霧の方向を根元から大きく、且つ噴霧が大きく広がる前に確実に変更できる点で好適である。

また本発明は前記吸気通路各々の開閉状態が、一気筒あたり２つ備えられた前記吸気ポート同士で互いに逆であってもよい。本発明によれば、燃料の噴霧中心において筒内に流入した吸気同士でせん断力を発生させることができ、これにより混合気のミキシング性をさらに向上させることができる。

また本発明は前記開閉弁がクランク角度に応じて前記吸気通路各々の開閉状態を切り替えてもよい。また開閉弁は具体的には本発明のようにクランク角度に応じて開閉状態を切り替えることが好適である。

本発明によれば、筒内に強い旋回気流を生成するとともに、均質性の高い混合気を生成することができる筒内燃料直接噴射式内燃機関を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

図１は本実施例に係る筒内燃料直接噴射式内燃機関（以下、単に内燃機関と称す）５０Ａの要部を一気筒につき鉛直断面視で模式的に示す図である。内燃機関５０Ａは筒内燃料直接噴射式のガソリンエンジンである。但しこれに限られず、内燃機関５０Ａは例えばディーゼルエンジンであってもよく、また火花点火と圧縮着火とを機関運転状態等に応じて切り換えるガソリンエンジンなどであってもよい。

内燃機関５０Ａはシリンダブロック５１、シリンダヘッド５２及びピストン５３などを有して構成されている。シリンダブロック５１には略円筒状のシリンダ５１ａが形成されており、シリンダ５１ａ内にはピストン５３が収容されている。ピストン５３は図示しないコネクティングロッドと連結されており、さらにコネクティングロッドは図示しないクランクシャフトと連結されている。ピストン５３がシリンダ５１ａ内で往復運動すると、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに動力が伝達され、さらにクランクシャフトによって往復運動が回転運動に変換される。例えば内燃機関５０Ａを備えた車両では、この回転運動に変換された動力を利用して車両を駆動する。

シリンダブロック５１にはシリンダヘッド５２が固定されている。燃焼室５４はシリンダブロック５１、シリンダヘッド５２及びピストン５３によって囲われた空間として形成されている。シリンダヘッド５２には吸気を燃焼室５４内（以下、筒内とも称す）に導入するための吸気ポート１０ａ及び１０ｂ（以下、総称するときには単に吸気ポート１０と称し、他の構成についても同様とする）と、燃焼したガスを燃焼室５４から排気するための排気ポート２０とが夫々形成されており、さらに吸気ポート１０を開閉するための吸気弁５５と、排気ポート２０を開閉するための排気弁５６とが夫々配設されている。吸気ポート１０は筒内にタンブル流を生成できるように形成されており、吸気ポート１０を流通して筒内に流入した吸気は、筒内でタンブル流に生成される。

吸気ポート１０には隔壁１１が配設されている。隔壁１１は吸気ポート１０を区分するための構成であり、隔壁１１の燃焼室５４側の端部は吸気弁５５のステム部近傍まで延伸している。吸気ポート１０は具体的には隔壁１１によって上方の第１の吸気通路１２と下方の第２の吸気通路１３とに略均等に二分されている。点火プラグ５７は上方から燃焼室５４に電極を突出させた状態でシリンダヘッド５２に配設されている。燃料噴射弁５８は内燃機関５０Ａにおいて、燃焼室５４周りで、且つ吸気ポート１０側の部分に配設されている。燃料噴射弁５８は具体的には筒内に噴射孔を突出させた状態でシリンダヘッド５２のうち、吸気ポート１０各々の中央、且つ下方の部分に配設されている。この燃料噴射弁５８は筒内中央に向かって略水平に燃料を噴射するように構成されている。

吸気ポート１０には吸気ポート制御弁（請求項記載の開閉弁に相当）５９が配設されている。吸気ポート制御弁５９は、具体的には吸気ポート１０のうち、隔壁１１の燃焼室５４側の端部に隣接する位置に配設されている。吸気ポート制御弁５９は第１及び第２の吸気通路１２、１３各々のうち、いずれか一方のみを閉じることができるように構成されており、例えば第１の吸気通路１２を閉じた場合には第２の吸気通路１３が開かれるように構成されている。これにより、第１及び第２の吸気通路１２、１３各々の開閉状態を構成上、合理的に切り替えることができる。但しこれに限られず、例えば吸気ポート制御弁５９の代わりに第１及び第２の吸気通路１２、１３各々を互いに独立して開閉可能な開閉弁夫々を第１及び第２の吸気通路１２、１３毎に備えることなども可能である。吸気ポート制御弁５９は弁軸を介して図示しないアクチュエータに連結されている。このアクチュエータには吸気行程における燃料噴射期間中に吸気ポート制御弁５９を高速で開閉駆動可能な適宜のアクチュエータを適用することができ、具体的には例えばステップモータを適用することができる。

図２は隔壁１１の燃焼室５４側の端部で吸気ポート１０の断面を見たときの、隔壁１１と燃料の噴霧の位置関係を模式的に示す図である。隔壁１１は具体的にはその燃焼室５４側の端部が、筒内に噴射される燃料の噴霧の中心軸線（換言すれば、燃料噴射弁５８の噴射方向を示す線）Ｐ１を含み、且つ吸気ポート１０の中心軸線のうち、隔壁１１の燃焼室５４側の端部における断面中心点Ｐ２を含む平面Ｓ１に略直交するように配設されている。これにより、吸気行程における燃料噴射期間中に第１及び第２の吸気通路１２、１３各々の開閉状態を互いに切り替えることで、燃料の噴霧に対する吸気の流通方向を略垂直に変化させることができ、以って燃料の噴霧の方向を効率的に変化させることができる。

ＥＣＵ１Ａは図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）とを有して構成されるマイクロコンピュータと、入出力回路などを有して構成されている。ＥＣＵ１Ａは主として内燃機関５０Ａを制御するための構成であり、本実施例では燃料噴射弁５８や吸気ポート制御弁５９（より具体的には吸気ポート制御弁５９用のアクチュエータ）などが制御対象として電気的に接続されている。またＥＣＵ１Ａには内燃機関５０Ａの冷却水温を検出するための水温センサ７１や、回転数ＮＥを検出するためのクランク角センサ７２や、吸入空気量（或いは負荷）を検出するためのエアフロメータ７３などが電気的に接続されている。なお、ＥＣＵ１Ａにはこのほか各種の制御対象やセンサ、スイッチ類が電気的に接続されていてよい。

ＲＯＭはＣＰＵが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成であり、本実施例では内燃機関制御用プログラムのほか、燃料噴射弁５８を開弁する制御を行うための燃料噴射弁制御用プログラムや、吸気ポート制御弁５９を開閉駆動する制御を行うための開閉弁制御用プログラムも格納している。なお、これらのプログラムは一体として構成されていてもよい。燃料噴射弁制御用プログラムは、特定燃料噴射弁制御用プログラムを有して構成されている。特定燃料噴射弁制御用プログラムは吸気行程で燃料噴射弁５８を開弁するための制御を行うように作成されている。一方、開閉弁制御用プログラムは特定開閉弁制御用プログラムを有して構成されている。特定開閉弁制御用プログラムは、吸気行程における燃料噴射期間中に第１及び第２の吸気通路１２、１３各々の開閉状態を互いに切り替えるように吸気ポート制御弁５９を開閉駆動するための制御を行うように作成されている。

この点、特定開閉弁制御用プログラムは、さらに具体的には吸気行程における燃料噴射期間中の前半と後半とで第１及び第２の吸気通路１２、１３各々の開閉状態を互いに切り替えるように吸気ポート制御弁５９を開閉駆動するための制御を行うように作成されている。またこのように第１及び第２の吸気通路１２、１３各々の開閉状態を互いに切り替えるにあたって、特定開閉弁制御用プログラムはさらに具体的には吸気行程における燃料噴射期間中の前半に第２の吸気通路１３を閉じた状態にするとともに、燃料噴射期間中の後半に第１の吸気通路１２を閉じた状態にするように吸気ポート制御弁５９を開閉駆動するための制御を行うように作成されている。さらにこのような制御を行うにあたって、特定開閉弁制御用プログラムはクランク角センサ７２の出力に基づき、クランク角度に応じて第１及び第２の吸気通路１２、１３各々の開閉状態を切り替えるように吸気ポート制御弁５９を開閉駆動する制御を行うように作成されている。

図３は吸気行程における吸気ポート制御弁５９の開弁状態を燃料噴射期間とともに模式的に示す図である。特定開閉弁制御用プログラムに基づきＥＣＵ１Ａが吸気ポート制御弁５９（より具体的には吸気ポート制御弁５９用のアクチュエータ）を制御することで、内燃機関５０Ａでは、図３に示すように吸気ポート制御弁５９がクランク角度に応じて、吸気行程における燃料噴射期間中の前半に第２の吸気通路１３を閉じた状態にするとともに、燃料噴射期間中の後半に第１の吸気通路１２を閉じた状態にし、これにより第１及び第２の吸気通路１２、１３各々の開閉状態を互いに切り替える。なお、本実施例ではマイコンとＲＯＭが格納するプログラムとで各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが実現され、特にマイコンと特定燃料噴射弁制御用プログラムとで特定燃料噴射弁制御手段が、マイコンと特定開閉弁制御用プログラムとで特定開閉弁制御手段が夫々実現されている。

次にＥＣＵ１Ａの制御に基づき行われる内燃機関５０Ａの動作を図４に示すフローチャートを用いて詳述する。まず吸気行程では、吸気ポート制御弁５９が第２の吸気通路１３を閉じた状態にする（ステップＳ１１）。続いて燃料噴射弁５８が燃料の噴射を開始する（ステップＳ１２）。さらに吸気行程における燃料噴射期間の後半には、吸気ポート制御弁５９が第１の吸気通路１２を閉じた状態にする（ステップＳ１３）。これにより、第２の吸気通路１３は燃料噴射期間の前半に閉じた状態になっていたことになる。このように第１及び第２の吸気通路１２、１３各々の開閉状態を切り替えることにより、燃料の噴霧に対する吸気の流通方向を略垂直に変化させることができ、燃料の噴霧の方向を効率的に変化させることができる。またこれにより、燃料の噴霧の方向を根元から大きく、且つ噴霧が大きく広がる前に確実に変更できる（図１に示すＡ部参照）。このため、噴射された燃料が筒内に偏在することに起因して発生する混合気の不均質性を効率的に改善できる。

その後、燃料噴射期間が終了し、燃料噴射弁５８が燃料の噴射を中止すると、吸気ポート制御弁５９は再び第２の吸気通路１３を閉じた状態にする（ステップＳ１４）。これにより、第１の吸気通路１２から筒内に流速の高い吸気を流入させることができ、この結果、筒内に強いタンブル流を生成することができる。さらにその後、タンブル流は、圧縮行程後半に至るときまで（例えば燃焼が行われるときまで）の間は筒内で維持されることから、これによっても混合気の均質性の向上も図ることができ、以って均質性の高い混合気を生成することができる。

なお、吸気行程における燃料噴射期間中に吸気通路１２、１３各々の開閉状態を互いに切り替えるタイミングは、燃料噴射タイミングに応じて変化させてもよい。図５は燃料噴射タイミングに応じて、吸気行程における燃料噴射期間中に吸気通路１２、１３各々の開閉状態を互いに切り替えるタイミングを変化させた場合の、吸気行程における吸気ポート制御弁５９の開弁状態を燃料噴射期間とともに模式的に示す図である。この図５中、具体的には図５（ａ）では燃料噴射タイミングをＢＴＤＣ２７０°に設定した場合について、図５（ｂ）では燃料噴射タイミングを吸気行程下死点付近に設定した場合について夫々示している。

例えば燃料噴射タイミングをＢＴＤＣ２７０°に設定した場合には、図５（ａ）に示すように燃料噴射期間中に第１の吸気通路１２を閉じるタイミングを早めることができる。このときには同時に燃料噴射期間中に第２の吸気通路１３を閉じている期間が短くなる。また例えば燃料噴射タイミングを吸気行程下死点付近に設定した場合には、図５（ｂ）に示すように燃料噴射期間中に第１の吸気通路１２を閉じるタイミングを遅くすることができる。このときには同時に燃料噴射期間中に第２の吸気通路１３を閉じている期間が長くなる。

このように燃料噴射タイミングが異なる場合には、筒内に流入する吸気の流速も異なってくるところ、燃料噴射タイミングに応じて（換言すれば筒内に流入する吸気の流速に応じて）噴霧の方向を変化させる時間を調節することで、均質度の最適化を図ることができる。すなわち、燃料噴射期間の前半と後半は一定の時間でなくてよく、例えば燃料噴射タイミングに応じてその時間を変化させてもよい。これは、吸気行程における燃料噴射期間中に第１及び第２の吸気通路１２、１３各々の開閉状態を互いに切り替えるタイミングを、燃料の噴射タイミングに応じて変更するように特定開閉弁制御用プログラムをさらに作成することで実現できる。以上により、筒内に強いタンブル流Ｔを生成するとともに、均質性の高い混合気を生成することができる内燃機関５０Ａを実現できる。

本実施例に係る内燃機関５０Ｂは吸気ポート制御弁５９のうち、一方の吸気ポート制御弁５９ａが吸気行程における燃料噴射期間中に実施例１と同様に第１及び第２の吸気通路１２ａ、１３ａ各々の開閉状態を切り替えるのに対して、他方の吸気ポート制御弁５９ｂが吸気行程における燃料噴射期間中に第１及び第２の吸気通路１２ａ、１３ａ各々の開閉状態とは逆の状態に第２の吸気通路１２ｂ、１３ｂ各々の開閉状態を切り替えるように構成されている点以外、内燃機関５０Ａと実質的に同一のものとなっている。

またこれに関連し、ＥＣＵ１Ｂは実施例１で示した特定開閉弁制御用プログラムの代わりに、以下に示す特定開閉弁制御用プログラムをＲＯＭに格納している点以外、ＥＣＵ１Ａと実質的に同一のものとなっている。本実施例では特定開閉弁制御用プログラムが、吸気行程における燃料噴射期間中の前半に第２の吸気通路１３ａを閉じた状態にするとともに、燃料噴射期間中の後半に第１の吸気通路１２ａを閉じた状態にするように吸気ポート制御弁５９ａを開閉駆動するための制御を行うように作成されている。同時に本実施例では特定開閉弁制御用プログラムが、吸気行程における燃料噴射期間中の前半に第１の吸気通路１２ｂを閉じた状態にするとともに、燃料噴射期間中の後半に第２の吸気通路１３ｂを閉じた状態にするように吸気ポート制御弁５９ｂを開閉駆動するための制御を行うように作成されている。

なお、このような制御を行うにあたって、本実施例に係る特定開閉弁制御用プログラムもクランク角センサ７２の出力に基づき、クランク角度に応じて第１及び第２の吸気通路１２、１３各々の開閉状態を切り替えるように吸気ポート制御弁５９を開閉駆動する制御を行うように作成されている。また本実施例ではマイコンとＲＯＭが格納するプログラムとで各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが実現され、マイコンと特定燃料噴射弁制御用プログラムとで特定燃料噴射弁制御手段が、マイコンと上述の特定開閉弁制御用プログラムとで特定開閉弁制御手段が夫々実現されている。

図６は隔壁１１の燃焼室５４側の端部で吸気ポート１０の断面を見たときの、吸気ポート制御弁５９の状態を模式的に示す図である。なお、図６は燃料噴射期間中の後半における吸気ポート制御弁５９の状態を示している。図６に示すように、吸気ポート１０ａにおいて吸気ポート制御弁５９ａが第１の吸気通路１２ａを閉じた状態にしているときには、吸気ポート１０ｂにおいて吸気ポート制御弁５９ｂは第２の吸気通路１３ｂを閉じた状態にする。これにより、さらに噴霧中心において筒内に流入した吸気同士でせん断力を発生させることができ、この結果、混合気のミキシング性をさらに向上させることができる。以上により、筒内に強いタンブル流Ｔを生成するとともに、均質性の高い混合気を生成することができる内燃機関５０Ｂを実現できる。

本実施例に係る内燃機関５０Ｃは、さらに全負荷運転時のオーバラップ期間中に吸気ポート制御弁５９が第１の吸気通路１２を閉じることで、第２の吸気通路１３を開くように構成されている点以外、内燃機関５０Ａと実質的に同一のものとなっている。これに関連し、ＥＣＵ１ＣはＲＯＭに格納している特定開閉弁制御用プログラムが、さらに全負荷運転時のオーバラップ期間中に第１の吸気通路１２を閉じた状態にするように吸気ポート制御弁５９を開閉駆動するための制御を行うように作成されている点以外、ＥＣＵ１Ａと実質的に同一のものとなっている。なお、本実施例ではマイコンとＲＯＭが格納するプログラムとで各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが実現され、特にマイコンと特定燃料噴射弁制御用プログラムとで特定燃料噴射弁制御手段が、マイコンと上述の特定開閉弁制御用プログラムとで特定開閉弁制御手段が夫々実現されている。

図７は内燃機関５０Ｃの要部を一気筒につき鉛直断面視で模式的に示す図である。なお、図７では全負荷運転時におけるオーバラップ期間中の内燃機関５０Ｃの様子を示している。全負荷運転時のオーバラップ期間中に第１の吸気通路１２を閉じた状態にするとともに、第２の吸気通路１３を開いた状態にすることで、流速の高い吸気が筒内に流入し、筒内に残留しようとする高温の燃焼ガスを好適に掃気できる。このため内燃機関５０Ｃでは、さらに全負荷運転時の体積効率を向上させることができるとともに、ノッキングの発生を抑制できる。以上により、筒内に強いタンブル流Ｔを生成するとともに、均質性の高い混合気を生成することができ、さらには全負荷運転時に体積効率を向上させることができるとともに、ノッキングの発生を抑制できる内燃機関５０Ｃを実現できる。

本実施例に係る内燃機関５０Ｄは、さらに全負荷運転時において、吸気弁５５が閉弁する直前に吸気ポート制御弁５９が第１及び第２の吸気通路１２、１３各々をともに開くように構成されている点以外、内燃機関５０Ａと実質的に同一のものとなっている。これに関連し、ＥＣＵ１ＣはＲＯＭに格納している特定開閉弁制御用プログラムが、さらに全負荷運転時において、吸気弁５５が閉弁する直前に第１及び第２の吸気通路１２、１３各々をともに開いた状態にするように吸気ポート制御弁５９を開閉駆動するための制御を行うように作成されている点以外、ＥＣＵ１Ａと実質的に同一のものとなっている。なお、本実施例ではマイコンとＲＯＭが格納するプログラムとで各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが実現され、特にマイコンと特定燃料噴射弁制御用プログラムとで特定燃料噴射弁制御手段が、マイコンと上述の特定開閉弁制御用プログラムとで特定開閉弁制御手段が夫々実現されている。

図８は内燃機関５０Ｄの要部を一気筒につき鉛直断面視で模式的に示す図である。なお、図８では全負荷運転時において、吸気弁５５が閉弁する直前の内燃機関５０Ｄの様子を示している。全負荷運転時において、吸気弁５５が閉弁する直前に吸気ポート制御弁５９が中間位置に制御されることで、第１及び第２の吸気通路１２、１３が開放されると、吸気ポート１０は全開放された状態になる。これにより、筒内に多量の吸気が流入するため、体積効率を向上させることができる。また吸気弁５５が閉弁する直前までの間には、吸気ポート制御弁５９は第１及び第２の吸気通路１２、１３各々のうち、いずれか一方のみを開いた状態にしているため、このときまでに筒内に強いタンブル流を生成できる。このため、内燃機関５０Ｃでは、さらに全負荷運転時において体積効率の向上と強いタンブル流の生成とを両立させることができる。以上により、筒内に強いタンブル流Ｔを生成するとともに、均質性の高い混合気を生成することができ、さらには全負荷運転時において体積効率の向上と強いタンブル流の生成とを両立させることができる内燃機関５０Ｄを実現できる。

上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

内燃機関５０Ａの要部を一気筒につき鉛直断面視で模式的に示す図である。 隔壁１１の燃焼室５４側の端部で吸気ポート１０の断面を見たときの、隔壁１１と燃料の噴霧の位置関係を模式的に示す図である。 吸気行程における吸気ポート制御弁５９の開弁状態を燃料噴射期間とともに模式的に示す図である。 ＥＣＵ１Ａの制御に基づき行われる内燃機関５０Ａの動作をフローチャートで示す図である。 燃料噴射タイミングに応じて、吸気行程における燃料噴射期間中に吸気通路１２、１３各々の開閉状態を互いに切り替えるタイミングを変化させた場合の、吸気行程における吸気ポート制御弁５９の開弁状態を燃料噴射期間とともに模式的に示す図である。 隔壁１１の燃焼室５４側の端部で吸気ポート１０の断面を見たときの、吸気ポート制御弁５９の状態を模式的に示す図である。 内燃機関５０Ｃの要部を一気筒につき鉛直断面視で模式的に示す図である。 内燃機関５０Ｄの要部を一気筒につき鉛直断面視で模式的に示す図である。

符号の説明

１ ＥＣＵ
１０ 吸気ポート
１１ 隔壁
１２ 第１の吸気通路
１３ 第２の吸気通路
５０ 内燃機関
５８ 燃料噴射弁
５９ 吸気ポート制御弁

Claims (6)

1. 吸気ポートを区画する隔壁と、該隔壁で区画された吸気通路各々を開閉する開閉弁とを備える筒内燃料直接噴射式内燃機関であって、
   前記開閉弁が吸気行程における燃料噴射期間中に前記吸気通路各々の開閉状態を互いに切り替えることを特徴とする筒内燃料直接噴射式内燃機関。
2. さらに前記隔壁のうち少なくとも燃焼室側の端部が、筒内に噴射される燃料の噴霧の中心軸線を含み、且つ前記吸気ポートの中心軸線のうち、前記端部における断面中心点を含む平面に略直交するように配設されていることを特徴とする請求項１記載の筒内燃料直接噴射式内燃機関。
3. 前記開閉弁が吸気行程における燃料噴射期間中の前半と後半とで前記吸気通路各々の開閉状態を互いに切り替えることを特徴とする請求項１または２記載の筒内燃料直接噴射式内燃機関。
4. 筒内に燃料を噴射するための燃料噴射弁が燃焼室周りで、且つ前記吸気ポート側の部分に配設されているとともに、
   前記開閉弁が吸気行程における燃料噴射期間中の前半に前記吸気通路各々のうち、下方の吸気通路を閉じた状態にするとともに、前記燃料噴射期間中の後半に前記吸気通路各々のうち、上方の吸気通路を閉じた状態にすることで、吸気行程における燃料噴射期間中の前半と後半とで前記吸気通路各々の開閉状態を互いに切り替えることを特徴とする請求項３記載の筒内燃料直接噴射式内燃機関。
5. 前記吸気通路各々の開閉状態が、一気筒あたり２つ備えられた前記吸気ポート同士で互いに逆であることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の筒内燃料直接噴射式内燃機関。
6. 前記開閉弁がクランク角度に応じて前記吸気通路各々の開閉状態を切り替えることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の筒内燃料直接噴射式内燃機関。
   

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