JP2527165Y2 - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本願考案はエンジンの燃料噴射装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 一般にエンジンにおいては、特に燃料として重質ガソ
リン等の気化性の悪いものを使用した場合にはその未蒸
発燃料が吸気通路内のブローバイガス中のオイル分と混
ざって吸気弁の傘部に多孔質の付着物となって堆積す
る。この場合、特に吸気弁に燃料を吹き当ててその微粒
化を図るマルチポイント式の燃料噴射式エンジンにおい
ては、噴射燃料が上記堆積物に吸収されて空燃比がリー
ン化してアイドル安定性が悪化するという傾向があり、
これを改善する一つの方法として従来よりエンジン低温
時には燃料供給量を増量するいわゆる暖機増量制御が知
られている。（例えば、特開昭55−146240号公報参
照）。

また一方、燃料の気化性を向上させてエンジン出力を
高める方法として、例えば、特開昭60−27711号公報に
開示されるように、吸気弁の開弁タイミングを可変と
し、特に吸気流速の大きい高回転時には吸気弁の開弁タ
イミングを早めて吸気ポート内にダイリューションガス
を積極的に導入し該ダイリューションガスの熱によって
燃料を暖めてその気化を促進することが知られている。

（考案が解決しようとする課題） ところが、前者の場合には低温時における出力確保と
いう点ではそれなりの効果が得られるものの、増量噴射
によりエンジンの燃費性能が悪化するという問題があり
必ずしも好適な方法とは言い難たい。

また、後者の場合には、ダイリューションガスによる
燃料の気化性の改善は図れるものの、このダイリューシ
ョンガスの導入タイミングと燃料の噴射タイミングとが
適正でない場合には十分な効果が得られないという問題
があった。

そこで本願考案は、バルブタイミングの可変制御と燃
料の噴射時期制御とを連係させることによって、燃費性
能を良好に維持しつつエンジン低温時における燃焼性の
向上が図れるようにしたエンジンの燃料噴射装置を提供
せんとするものである。

（課題を解決するための手段） 本願考案ではかかる課題を解決するための具体的手段
として次のような構成を採用している。

請求項１に記載の考案では、吸・排気弁の開閉弁タイ
ミングを変更するバルブタイミング変更手段を備えたエ
ンジンにおいて、エンジン温度を検出する温度検出手段
と、該温度検出手段によって検出される温度が所定温度
より低い場合に上記バルブタイミング変更手段をして吸
気弁の開弁タイミングを早めるとともに、該変更された
バルブタイミングによって設定される吸気弁と排気弁の
オーバラップ期間中にエンジンに供給する燃料を噴射す
べく燃料噴射タイミングを変更する燃料噴射タイミング
変更手段とを備えたことを特徴としている。

請求項２に記載の考案では、上記請求項１に記載のエ
ンジンの燃料噴射装置において、上記燃料噴射タイミン
グ変更手段を、上記オーバラップ期間中に少なくとも燃
料の一部を噴射する如く燃料噴射タイミングを変更する
如く構成したことを特徴としている。

請求項３に記載の考案では、上記請求項１に記載のエ
ンジンの燃料噴射装置において、スワール生成手段を備
え、エンジン低温時にスワールを生成させることを特徴
としている。

（作用） 本願考案ではかかる構成を採用することで次のような
作用が得られる。

（イ）請求項１及び２に記載のエンジンの燃料噴射装置
では、エンジン低温時には高温時よりも吸気弁が早く開
弁し燃焼室側から吸気ポート側により多量のダイリュー
ションガスが導入されるとともに、このダイリューショ
ンガスの導入が行なわれる吸気弁と排気弁のオーバラッ
プ期間中に燃料が噴射されることから、この噴射燃料は
ダイリューションガスの熱によって的確に且つより効率
的にその気化が促進され、吸気弁の付着物への燃料吸収
が可及的に抑制されることになる。

（ロ）請求項３に記載のエンジンの燃料噴射装置では、
上記（イ）に記載の作用に加えて次のような作用も得ら
れる。即ち、スワール生成手段によりエンジン低温時に
スワールが生成されるので、ダイリューションガスによ
る燃料の気化促進作用とスワールによる撹拌作用との相
乗効果により混合気のミキシングが促進されることにな
る。

（考案の効果） 従って、本願考案のエンジンの燃料噴射装置によれば
次のような効果が奏せられるものである。

（ａ）請求項１及び２に記載のエンジンの燃料噴射装置
によれば、エンジン低温時における燃料の気化がダイリ
ューションガスにより促進されるとともに、吸気弁の付
着物への燃料吸収が抑制されることから、エンジンの燃
費性能の向上と燃焼安定性の向上とを両立し得るという
実用的な効果が得られるものである。

（ｂ）請求項３に記載のエンジンの燃料噴射装置によれ
ば、スワールにより混合気のミキシングが促進されるこ
とから、エンジン低温時における燃焼安定性が、請求項
１及び２に記載のエンジンの燃料噴射装置の場合よりも
さらに良好ならしめられるという効果が得られる。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本願考案の好適な実施例を
説明する。

第１図には本願考案の実施例にかかる燃料噴射装置を
備えた自動車用エンジン１が示されており、同図におい
て符号２はメイン吸気ポート、３は該メイン吸気ポート
２の下側に設けられたスワールポート、４は排気ポー
ト、５は吸気弁、６は排気弁である。この吸気弁５と排
気弁６は、公知構造（例えば、上掲公知例：特開昭60−
27711号公報参照）のバルブタイミング変更手段Ｘによ
ってその開閉弁タイミングが可変とされている。そし
て、このバルブタイミング変更手段Ｘは、コントロール
ユニット11からの制御信号を受けて作動する。この場
合、このバルブタイミング変更手段Ｘは、例えば、エン
ジンの高負荷運転時においては吸気弁の開弁タイミング
を早くして吸気充填効率を高める一方、低負荷低回転時
には吸気弁と排気弁のオーバラップ期間を短くしてダイ
リューションガスの吸気側への持ち込みを抑制する等の
目的で吸・排気弁のバルブタイミングを変更するのが本
来の趣旨であるが、この実施例においては後述のように
上記目的の他に、低温アイドル運転時においても燃料の
気化の促進を図るという観点から吸気弁の開弁タイミン
グを早めるようにしている。

また、同図において符号７は点火プラグ、８はスワー
ル生成バルブ、９はインジェクターである。このスワー
ル生成バルブ８は、上記メイン吸気ポート２のスワール
ポート３との分岐部2aに配置されており、コントロール
ユニット11からの制御信号を受けて作動するアクチュエ
ータ8aによって開閉駆動される。そして、このスワール
生成バルブ８は、基本的には吸気空気量の多いエンジン
の高負荷時には開弁し、吸入空気量の少ない低負荷時に
は閉弁して吸気流速を高め燃焼室10内にスワールを発生
させ得る如く制御されるが、この実施例においてはさら
に後述のように、燃焼性の低下する低温アイドル時にも
閉じて燃焼室10内にスワールを発生させるように制御さ
れる。

さらに、このコントロールユニット11には、エンジン
１の運転状態検出信号として、回転数センサ12とO₂セン
サ13とエアフローメータ14とスロットル開度センサ15と
水温センサ16とクランク角センサ17からそれぞれ信号が
入力される。

以下、これら各入力信号に基づくコントロールユニッ
ト11によるバルブタイミング制御及び噴射タイミング制
御の実際を第２図のフローチャートを参照して説明す
る。

制御開始後、先ずエンジン水温を読み込む（ステップ
S1）。そして、所定水温以下である場合にはステップS2
以降の制御に移行するが、所定水温以上である場合には
これ以上の制御は行わない。これは、エンジンの完全暖
気時には吸気弁の付着物からの燃料の気化が良好であり
空燃比のリーン化の可能性は少ないばかりではなく、却
って吸・排気弁のオーバラップ期間中に燃料噴射をした
場合にはエンジンのレスポンス性に若干悪影響を与える
おそれがあるためである。

次に、ステップS2においてはアイドル回転数の変動が
大きいかどうかを判定し、これが小さい場合にはこれ以
上の制御は行わず、大きい場合にのみステップS3以降の
制御に移行する。これは、新車時のアイドル回転の変動
値との偏差が所定値より小さい場合には吸気弁への付着
物の量が少なくその影響は少ないと判断されることによ
るものである。

エンジン温度が所定値より低く且つアイドル回転変動
が大きい場合には、先ずステップS3において、燃焼室10
内に強いスワールを発生させるべくスワール生成バルブ
８を閉操作する。この場合、スワール生成バルブ８の閉
め過ぎはポンプロスの増加によって燃費悪化の原因とな
るため、その開度は必要最少限のスワールが得られるよ
うな開度とする。

次に、ステップS4において、吸気弁５の開弁タイミン
グを早める方向に変更し、メイン吸気ポート２側へのダ
イリューションガスの導入を促進させる（第１図の矢印
参照）。この場合、この実施例においては吸気弁５の開
弁タイミングのみを早めて排気弁６は開度変更をしない
ようにしているため、両弁のオーバラップ期間が実質的
に長くなっている。しかし、本願考案の他の実施例にお
いてはこの吸気弁５の開弁タイミングを早めるのと同時
に排気弁６の閉弁タイミングも早めて上記オーバラップ
期間をほぼ一定に維持するようにすることもできるもの
である。

さらに、ステップS5においては、第３図に示すように
燃料の噴射を上記オーバラップ期間中に行わせるべく噴
射タイミングの変更を行う（噴射タイミング変更手段）
とともに、ステップS6においては点火時期の変更を行
う。尚、この点火時期の変更は、スワール強さによって
最適点火時期も変化するため、スワール強さに対応した
最適点火時期にすべくスワール比と点火時期のマップに
より選択する。

以上の制御に基づくエンジン側のタイムチャートを第
３図に示している。このように、吸気弁５の開弁タイミ
ングを早めてメイン吸気ポート２側に積極的にダイリュ
ーションガスを導入するとともに、この吸気弁５と排気
弁６のオーバラップ期間中に対応させて燃料噴射を行う
と、 噴射燃料がダイリューションガスの熱によって積極的
に暖められその気化が促進されるとともに、該燃料の気
化作用がメイン吸気ポート２内（第１図のＹ部分）で行
なわれるため噴射燃料が吸気弁５の付着物によって吸収
されるのが可及的に防止される、 また、第３図に示すように、燃料の気化はスワール生
成に先立って行なわれるため燃料は浮遊し易くなってお
り、混合気の成層化がより一層容易である、 さらに、第１図に示すように、ダイリューションガス
はスワールポート３にも侵入してスワールとなる吸気を
暖めるため、より着火性のよい層状混合気が生成され
る、 また、ダイリューションガスは新気よりも燃焼室10に
近い位置にあるため、吸気行程では該ダイリューション
ガスは新気よりも先に燃焼室10内に導入され、その後に
燃焼室10内で形成される層状混合気には混ざりにくくな
る、 等のことから、低温アイドル運転時においてもより高
水準の燃焼安定性が得られ、しかも燃費性能が向上せし
められるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願考案の実施例にかかる燃料噴射装置を備え
たエンジンのシステム図、第２図は該燃料噴射装置の制
御フローチャート、第３図はそのタイミングチャートで
ある。 １……エンジン ２……メイン吸気ポート ３……スワールポート ４……排気ポート ５……吸気弁 ６……排気弁 ７……点火プラグ ８……スワール生成バルブ ９……インジェクター 10……燃焼室 11……コントロールユニット

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−264140（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−28709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−20547（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−181234（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】吸・排気弁の開閉弁タイミングを変更する
   バルブタイミング変更手段を備えたエンジンにおいて、 エンジン温度を検出する温度検出手段と、 該温度検出手段によって検出される温度が所定温度より
   低い場合に上記バルブタイミング変更手段をして吸気弁
   の開弁タイミングを早めるとともに、該変更されたバル
   ブタイミングによって設定される吸気弁と排気弁のオー
   バラップ期間中にエンジンに供給する燃料を噴射すべく
   燃料噴射タイミングを変更する燃料噴射タイミング変更
   手段とを備えたことを特徴とするエンジンの燃料噴射装
   置。
2. 【請求項２】請求項１において、 上記燃料噴射タイミング変更手段は、上記オーバラップ
   期間中に少なくとも燃料の一部を噴射する如く燃料噴射
   タイミングを変更することを特徴とするエンジンの燃料
   噴射装置。
3. 【請求項３】請求項１において、 スワール生成手段を備え、エンジン低温時にスワールを
   生成させることを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。