JP3365681B2 - Engine intake system - Google Patents

Engine intake system

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JP3365681B2
JP3365681B2 JP10249294A JP10249294A JP3365681B2 JP 3365681 B2 JP3365681 B2 JP 3365681B2 JP 10249294 A JP10249294 A JP 10249294A JP 10249294 A JP10249294 A JP 10249294A JP 3365681 B2 JP3365681 B2 JP 3365681B2
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air
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combustion chamber
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芳尚 乃生
正志 丸原
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、主吸気ポートとは別
に、エアと燃料との混合気を燃焼室内に供給するための
混合気供給部が上記燃焼室内に開口するエンジンの吸気
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake system for an engine, in which a mixture supply section for supplying a mixture of air and fuel into the combustion chamber is provided separately from the main intake port. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、エンジンの吸気装置として、例え
ば特開昭62−18335号公報に示されるものが知ら
れている。この装置では、通常の吸気弁をもつ主吸気ポ
ート(公報では第1吸気ポート及び第2吸気ポート)と
は別に、エアと燃料とを予め混合した混合気を上記燃焼
室内に供給するための混合気供給部(第3吸気ポート)
がこの燃焼室内に開口している。この混合気供給部には
上記吸気弁と同様の開閉弁が設けられ、その開弁時期は
上記吸気弁の開弁時期よりも遅い時期に設定されてい
る。このような装置によれば、上記主吸気ポートを通じ
ての吸気開始後、これと独立して上記混合気供給部から
燃焼室内に予め生成された混合気が供給されることによ
り、燃焼室内が成層化され、良好なリーン燃焼が実現さ
れる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an intake device for an engine, one disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-18335 is known. In this device, in addition to a main intake port (a first intake port and a second intake port in the publication) having a normal intake valve, a mixture for supplying a mixture of air and fuel in advance into the combustion chamber. Air supply unit (3rd intake port)
Open into this combustion chamber. The air-fuel mixture supply unit is provided with an opening / closing valve similar to the intake valve, and its opening timing is set to a timing later than the opening timing of the intake valve. According to such a device, after the intake air is started through the main intake port, the air-fuel mixture that is generated in advance is supplied from the air-fuel mixture supply unit to the combustion chamber independently of the main intake port, so that the combustion chamber is stratified. As a result, good lean combustion is realized.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記公報の装置では、
混合気供給部である第3吸気ポートが吸気通路に連通さ
れ、この吸気通路上流側に設けられている過給機を利用
して上記第3吸気ポートに混合気形成用の加圧エアが導
入され、このエアの圧力と燃焼室内圧力との圧力差によ
って混合気が燃焼室内に供給される。しかし、このよう
に混合気供給ポート(第3吸気ポート)と主吸気ポート
(第1吸気ポート及び第2吸気ポート)とを共通の吸気
通路に接続する場合には、上記混合気供給ポート内の混
合気圧と、上記主吸気ポートから過給が行われる燃焼室
内の圧力との間に十分な圧力差を確保しにくく、また、
吸気通路のレイアウトに著しい制約を受ける不都合が発
生する。
SUMMARY OF THE INVENTION In the device of the above publication,
A third intake port, which is a mixture supply unit, communicates with an intake passage, and pressurized air for forming a mixture is introduced into the third intake port by using a supercharger provided on the upstream side of the intake passage. Then, the air-fuel mixture is supplied into the combustion chamber due to the pressure difference between the pressure of the air and the pressure in the combustion chamber. However, when the mixture supply port (third intake port) and the main intake port (first intake port and second intake port) are connected to the common intake passage in this way, the inside of the mixture supply port is It is difficult to secure a sufficient pressure difference between the mixed atmospheric pressure and the pressure in the combustion chamber where supercharging is performed from the main intake port, and
The inconvenience occurs that the layout of the intake passage is significantly restricted.

【0004】このような不都合を解消する手段として、
上記混合気供給ポートにエアポンプ等のエア加圧手段を
接続し、このエア加圧手段で強制的に加圧したエアと燃
料とを混合することが考えられるが、このような特別な
エア加圧手段を付加すると、装置全体の構造が複雑化す
るとともに、上記エア加圧手段の駆動によりエンジン負
荷が増大し、燃費の悪化を招くことになる。
As a means for eliminating such inconvenience,
It is conceivable that an air pressurizing means such as an air pump is connected to the air-fuel mixture supply port to mix the air and the fuel forcibly pressurized by the air pressurizing means. When the means is added, the structure of the entire apparatus becomes complicated, and the engine load increases due to the driving of the air pressurizing means, resulting in deterioration of fuel efficiency.

【0005】本発明は、このような事情に鑑み、簡単な
構造で、エンジン負荷を特に増大させることなく、混合
気供給による燃焼室内の成層化を行うことができるエン
ジンの吸気装置を提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, the present invention provides an intake system for an engine, which has a simple structure and is capable of stratifying the combustion chamber by supplying an air-fuel mixture without particularly increasing the engine load. With the goal.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、燃焼室内に開口し、かつ吸気
弁により開閉される主吸気ポートと、上記燃焼室内に開
口し、かつ開閉弁により開閉され、この開閉弁が開いた
状態で燃焼室内にエアと燃料との混合気を供給する混合
気供給部とを有し、上記開閉弁の開弁時期が上記吸気弁
の開弁時期よりも遅い時期に設定されたエンジンにおい
て、上記混合気供給部内の空間を閉鎖空間とするととも
に、上記開閉弁の閉弁時期を圧縮行程内の範囲で変化さ
せる時期可変手段と、エンジン高速運転時には低速運転
時よりも上記開閉弁の閉弁時期を遅らせるように上記時
期可変手段を制御する時期制御手段とを備えたものであ
る(請求項1)。
As a means for solving the above problems, the present invention is directed to a main intake port which is opened in a combustion chamber and is opened / closed by an intake valve, and an opening / closed state in the combustion chamber. And a mixture supply section for supplying a mixture of air and fuel into the combustion chamber when the on-off valve is opened, and the opening timing of the on-off valve is the opening timing of the intake valve. In the engine set at a later time than the above, the space in the air-fuel mixture supply section is made a closed space, and the timing changing means for changing the closing timing of the on-off valve within the compression stroke range, and at the time of engine high-speed operation And a timing control means for controlling the timing varying means so as to delay the closing timing of the on-off valve as compared with the low speed operation.

【0007】この装置では、エンジン回転数が一定以下
の領域では高負荷運転時に低負荷運転時よりも上記開閉
弁の閉弁時期を遅らせるように上記時期制御手段を構成
するのが、より好ましい(請求項2)。
In this device, it is more preferable that the timing control means is configured to delay the closing timing of the on-off valve during high load operation as compared with during low load operation in a region where the engine speed is below a certain level ( Claim 2).

【0008】また、エンジン回転数が予め設定された所
定回転数未満である低速運転領域では混合気供給部内で
燃料噴射を行わせ、上記低速運転領域よりもエンジン回
転数の高い中高速運転領域では上記混合気供給部内での
燃料噴射を停止させて上記主吸気ポートで燃料噴射を行
わせる燃料噴射制御手段を備えることにより、後述のよ
うなより優れた効果が得られる(請求項3)。
Further, in the low speed operation region where the engine speed is less than a preset predetermined speed, fuel injection is performed in the air-fuel mixture supply section, and in the medium and high speed operation regions where the engine speed is higher than the low speed operation region. By providing the fuel injection control means for stopping the fuel injection in the air-fuel mixture supply section and performing the fuel injection in the main intake port, a more excellent effect as described later can be obtained (claim 3).

【0009】また、エンジン回転数が予め設定された所
定回転数未満である低速運転領域では混合気供給部内で
燃料噴射を行わせ、上記低速運転領域よりもエンジン回
転数が高い中高速運転領域では原則的に上記混合気供給
部内での燃料噴射を停止させて上記主吸気ポートで燃料
噴射を行わせ、上記中高速運転領域にあってもエンジン
の運転状態が予め設定された要冷却条件にある場合には
例外的に上記混合気供給部内で燃料噴射を行わせる燃料
噴射制御手段を備えたものであってもよい(請求項
4)。この場合、上記要冷却条件としては、エンジン回
転数が上記中高速運転領域中の高速運転領域にあること
や(請求項5)、所定強度以上のノッキングが検出され
ていること(請求項6)等があげられる。
Further, in the low speed operation region where the engine speed is less than a preset predetermined speed, fuel injection is performed in the air-fuel mixture supply section, and in the medium and high speed operation regions where the engine speed is higher than the low speed operation region. In principle, the fuel injection in the air-fuel mixture supply unit is stopped and the fuel injection is performed in the main intake port. Even in the medium-high speed operation range, the operating state of the engine is in the preset required cooling condition. In this case, it may be provided with a fuel injection control means for exceptionally injecting fuel in the air-fuel mixture supply section (claim 4). In this case, as the cooling required condition, the engine speed is in the high speed operation region in the medium and high speed operation region (claim 5), and knocking of a predetermined strength or more is detected (claim 6). Etc.

【0010】また、上記各装置では、複数の主吸気ポー
トを備え、そのうちの一部の主吸気ポートにのみスワー
ルコントロール弁を設け、このスワールコントロール弁
の開度を制御するスワール制御手段を備えるとともに、
エンジンが燃焼安定状態にある場合にはエンジンが燃焼
不安定状態にある場合よりも上記スワールコントロール
弁の開度を増大させるように上記スワール制御手段を構
成したり(請求項7)、エンジンに所定強度以上のノッ
キングが発生している場合には他の場合よりも上記スワ
ールコントロール弁の開度を減少させるように上記スワ
ール制御手段を構成したりする(請求項8)ことによ
り、さらに好ましいものとなる。
Further, in each of the above-mentioned devices, a plurality of main intake ports are provided, a swirl control valve is provided only in a part of the main intake ports, and swirl control means for controlling the opening of the swirl control valve is provided. ,
When the engine is in the combustion stable state, the swirl control means is configured to increase the opening degree of the swirl control valve as compared with the case where the engine is in the combustion unstable state (claim 7). It is more preferable to configure the swirl control means so that the degree of opening of the swirl control valve is reduced when knocking of a strength or more occurs than in other cases (claim 8). Become.

【0011】[0011]

【作用】請求項1記載の装置によれば、混合気供給部内
の空間が閉鎖空間とされているので、上記開閉弁の開弁
時、まず混合気供給部内の混合気が燃焼室内に供給され
てから逆に燃焼室内の燃焼ガスが混合気供給部内に取り
込まれ、この状態で圧縮行程途中に開閉弁が閉じること
により、混合気供給部内の圧力が開閉弁開弁時の燃焼室
内圧力よりも高い圧力に保持され、このような圧力差を
利用することにより、特別なエア加圧手段を用いること
なく次の開閉弁開弁時に混合気供給を行うことができ
る。なお、エンジン高速運転時には1サイクル時間が短
くなって上記混合気供給部から燃焼室内への混合気供給
が行いにくくなるが、この装置では、上記高速運転時に
低速運転時よりも上記開閉弁の閉弁時期が遅延され、そ
の分より高い圧力の燃焼ガスが混合気供給部内に導入さ
れてこの混合気供給部内圧力と燃焼室内圧力との圧力差
が増加されるため、エンジン回転数にかかわらず混合気
供給部から燃焼室内への良好な混合気供給が保証され
る。
According to the apparatus of the present invention, since the space inside the air-fuel mixture supply section is a closed space, when the on-off valve is opened, the air-fuel mixture inside the air-fuel mixture supply section is first supplied into the combustion chamber. On the contrary, the combustion gas in the combustion chamber is taken into the air-fuel mixture supply section, and in this state the on-off valve closes during the compression stroke, so that the pressure in the air-fuel mixture supply section becomes lower than the pressure in the combustion chamber when the on-off valve is opened. By maintaining a high pressure and utilizing such a pressure difference, it is possible to supply the air-fuel mixture at the time of opening the next on-off valve without using a special air pressurizing means. It should be noted that during high-speed operation of the engine, one cycle time is shortened and it becomes difficult to supply the air-fuel mixture from the air-fuel mixture supply section into the combustion chamber. The valve timing is delayed, and the combustion gas with a higher pressure is introduced into the mixture supply section, and the pressure difference between this mixture supply section internal pressure and the combustion chamber pressure increases, so mixing is performed regardless of the engine speed. A good mixture supply from the air supply to the combustion chamber is guaranteed.

【0012】また、請求項2記載の装置では、上記低速
運転時であってもエンジン負荷が高い場合、すなわち比
較的ノッキングが発生しやすい低速高負荷運転領域にあ
る場合には、開閉弁の閉弁時期が低速低負荷領域より遅
らされることにより、より高温高圧の燃焼ガスが混合気
供給部に導入される。これにより、混合気供給部のいわ
ゆるクーリングチャンバとしての機能、すなわち高温の
燃焼ガスを一旦貯留してこれを冷却した後に次のサイク
ルで燃焼室内に戻すという機能が高められる。従って、
上記低速高負荷領域で燃焼室内温度の上昇が効果的に抑
えられ、ノッキングが抑制される。
According to the second aspect of the present invention, the opening / closing valve is closed when the engine load is high even during the low speed operation, that is, when the engine is in the low speed and high load operation range where knocking is likely to occur. Since the valve timing is delayed from the low speed / low load region, higher temperature / high pressure combustion gas is introduced into the air-fuel mixture supply unit. This enhances the function of the air-fuel mixture supply section as a so-called cooling chamber, that is, the function of temporarily storing high-temperature combustion gas, cooling it, and then returning it to the combustion chamber in the next cycle. Therefore,
In the low speed and high load region, the rise in the temperature of the combustion chamber is effectively suppressed, and knocking is suppressed.

【0013】請求項3記載の装置では、低速運転領域で
は混合気供給部内で燃料が噴射され、上記混合気供給が
行われることにより、燃焼室内の成層化によって燃焼性
が高められる一方、上記低速運転領域よりもエンジン回
転数の高い中高速運転領域、すなわち成層燃焼が困難で
均一燃焼の方が却って燃焼性が向上する領域では、上記
混合気供給部内での燃料噴射が停止されて通常の吸気装
置と同様に上記主吸気ポートで燃料噴射が行われること
により、エンジン回転数にかかわらず常にその運転状態
に適した燃料噴射が実行される。また、上記中高速運転
領域では上述のように混合気供給部内へ導入される燃焼
ガスの圧力が高いので、このような中高速運転領域で上
記混合気供給部内での燃料噴射が止められることによ
り、高圧雰囲気中での燃料噴射が可能な高価なインジェ
クタを使用する必要がなくなる。しかも、このように燃
料噴射を停止させても、上記混合気供給部内には燃焼室
内の高温燃焼ガスが取り込まれるため、この混合気供給
部のいわゆるクーリングチャンバとしての燃焼室内冷却
機能は確保される。
In the device according to the third aspect of the present invention, in the low speed operation region, the fuel is injected in the air-fuel mixture supply portion and the air-fuel mixture is supplied, so that the combustibility is enhanced by stratification in the combustion chamber, while the low-speed operation is performed. In the medium to high speed operating region where the engine speed is higher than the operating region, that is, in the region where stratified combustion is difficult and uniform combustion improves rather in combustibility, fuel injection in the mixture supply section is stopped and normal intake By injecting fuel at the main intake port as in the case of the device, fuel injection suitable for the operating state is always executed regardless of the engine speed. Further, since the pressure of the combustion gas introduced into the air-fuel mixture supply unit is high in the medium-high speed operation region as described above, the fuel injection in the air-fuel mixture supply unit is stopped in such a medium-high speed operation region. It becomes unnecessary to use an expensive injector capable of injecting fuel in a high pressure atmosphere. Moreover, even if the fuel injection is stopped in this way, the high-temperature combustion gas in the combustion chamber is taken into the mixture supply section, so that the combustion chamber cooling function as the so-called cooling chamber of the mixture supply section is ensured. .

【0014】これに対して請求項4記載の装置では、上
記中高速運転領域であっても、エンジンの運転状態が予
め設定された要冷却条件にある場合、例えばエンジン回
転数が非常に高い高速運転領域にある場合や(請求項
5)、ノッキングの発生が著しい場合(請求項6)に
は、例外的に上記混合気供給部内で燃料噴射が実行され
ることにより、この燃料の気化熱で混合気供給部内のエ
アが冷却され、エンジン温度の過度の上昇やノッキング
の発生がより顕著に抑制される。
On the other hand, in the apparatus according to the fourth aspect, even in the medium-high speed operation range, when the operating condition of the engine is a preset cooling requirement, for example, a high speed engine speed is very high. When it is in the operating region (Claim 5) or when knocking is significant (Claim 6), fuel injection is exceptionally executed in the mixture supply unit, so that the heat of vaporization of this fuel is generated. The air in the air-fuel mixture supply unit is cooled, and the excessive rise in engine temperature and knocking are more significantly suppressed.

【0015】以上の各装置において、複数の主吸気ポー
トのうちの一部にスワールコントロール弁が設けられて
いる場合、その開度変化によって燃焼室内の燃焼状態及
び圧力状態がコントロールされる。具体的には、上記ス
ワールコントロール弁の開度が絞られることにより、図
4(a)に示すように主吸気ポートの通気抵抗が増大し
て燃焼室内圧力が低下し、その分同図(b)に示すよう
に混合気供給部(センターポート)から燃焼室内へ混合
気が入りやすくなる。そして、このような一部の主吸気
ポートのみからの吸気によって燃焼室内のスワール形成
が促進され、成層化が促される。
In each of the above devices, when a swirl control valve is provided in a part of the plurality of main intake ports, the combustion state and pressure state in the combustion chamber are controlled by changing the opening degree of the swirl control valve. Specifically, as the opening of the swirl control valve is throttled, the ventilation resistance of the main intake port increases and the pressure in the combustion chamber decreases, as shown in FIG. 4 (a). As shown in (), the air-fuel mixture easily enters the combustion chamber from the air-fuel mixture supply unit (center port). Then, the swirl formation in the combustion chamber is promoted by the intake air from only some of the main intake ports, and the stratification is promoted.

【0016】ここで、請求項7記載の装置では、エンジ
ンが燃焼安定状態にある場合、すなわち混合気供給及び
スワール生成による燃焼室内の成層化の必要性が比較的
少ない場合には、エンジンが燃焼不安定状態にある場合
よりも上記スワールコントロール弁の開度が増加されて
上記混合気供給量が抑制されるため、その分混合気供給
部と燃焼室内との間のガスの出入りに伴うエネルギー損
失が軽減される。
According to the seventh aspect of the present invention, when the engine is in the combustion stable state, that is, when the stratification in the combustion chamber due to the supply of the air-fuel mixture and the swirl generation is relatively small, the engine burns. Since the opening of the swirl control valve is increased and the amount of the air-fuel mixture is suppressed more than in the unstable state, energy loss due to gas flow between the air-fuel mixture supply unit and the combustion chamber is correspondingly reduced. Is reduced.

【0017】また、請求項8記載の装置では、エンジン
に著しいノッキングが発生している場合には、上記スワ
ールコントロール弁の開度が絞られることにより、スワ
ール形成が促進されるとともに上記混合気供給部から燃
焼室内へのエア供給量が増加されて燃焼室内温度が下げ
られ、これにより上記ノッキングが効果的に抑制され
る。
Further, in the apparatus according to the eighth aspect, when the engine is remarkably knocked, the opening of the swirl control valve is reduced to promote swirl formation and to supply the air-fuel mixture. The amount of air supplied from the section to the combustion chamber is increased to lower the temperature in the combustion chamber, and thus the knocking is effectively suppressed.

【0018】[0018]

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0019】図1,2に示すエンジンは、複数のシリン
ダ1を備え、各シリンダ1には、図外のピストンの作動
に伴って容積変化する燃焼室2が形成されている。各燃
焼室2には、主吸気ポートである左右一対の第1サイド
ポート3及び第2サイドポート4と、同じく左右一対の
第1排気ポート5及び第2排気ポート6と、単一のセン
ターポート7とが開口し、各燃焼室2の略中央部には図
略の点火プラグが設けられている。
The engine shown in FIGS. 1 and 2 comprises a plurality of cylinders 1, each of which is provided with a combustion chamber 2 whose volume changes with the operation of a piston (not shown). Each combustion chamber 2 has a pair of left and right first side ports 3 and second side ports 4, which are main intake ports, a pair of left and right first exhaust ports 5 and second exhaust ports 6, and a single center port. And 7 are open, and an ignition plug (not shown) is provided at a substantially central portion of each combustion chamber 2.

【0020】上記両サイドポート3,4は、図略のシリ
ンダヘッドの一側部から燃焼室2にわたって形成され、
両排気ポート5,6は、上記シリンダヘッドの他側部か
ら燃焼室2にわたって形成されている。センターポート
7は、上記両サイドポート3,4同士の間に位置し、上
記点火プラグに近い位置で燃焼室2内に開口している。
The both side ports 3 and 4 are formed from one side of the cylinder head (not shown) to the combustion chamber 2.
Both exhaust ports 5 and 6 are formed from the other side of the cylinder head to the combustion chamber 2. The center port 7 is located between the both side ports 3 and 4 and opens into the combustion chamber 2 at a position close to the spark plug.

【0021】上記燃焼室2に対する上記第1,第2サイ
ドポート3,4の開口部分は、それぞれ第1,第2吸気
弁11,12により開閉され、燃焼室2に対する第1,
第2排気ポート5,6の開口部分は、それぞれ第1,第
2排気弁13,14により開閉されるようになってお
り、上記燃焼室2に対するセンターポート7の開口部分
は、タイミング弁(開閉弁)15で開閉されるようにな
っている。これらの弁11〜15はカムシャフト等から
なる図略の動弁機構で開閉駆動されている。ここで、上
記開閉弁15の駆動用カムシャフト8及び吸気カムシャ
フト9は互いに連動するように構成され、開閉弁15の
駆動用カムシャフト8にはバルブタイミング可変機構
(時期可変手段;以下、VTCと称する。)10が連結
されており、このVTC10の作動によって、上記各弁
11,12,15の開弁期間の位相が同時に等しい角度
量だけずらされるようになっている。このVTC10
は、油圧回路23からの油圧供給を受けてオフからオン
に切換えられるようになっており、この油圧供給の切換
は、上記油圧回路23に設けられた切換ソレノイド23
aのオンオフにより行われるようになっている。
The opening portions of the first and second side ports 3 and 4 with respect to the combustion chamber 2 are opened and closed by the first and second intake valves 11 and 12, respectively.
The opening portions of the second exhaust ports 5 and 6 are opened and closed by the first and second exhaust valves 13 and 14, respectively, and the opening portion of the center port 7 to the combustion chamber 2 is a timing valve (open / close). It is designed to be opened and closed by a valve 15. These valves 11 to 15 are opened and closed by a valve operating mechanism (not shown) including a cam shaft and the like. Here, the drive camshaft 8 and the intake camshaft 9 of the open / close valve 15 are configured to interlock with each other, and the drive camshaft 8 of the open / close valve 15 has a valve timing changing mechanism (timing changing means; hereinafter referred to as VTC). 10) are connected, and the operation of the VTC 10 causes the phases of the valve opening periods of the valves 11, 12, 15 to be simultaneously shifted by the same angular amount. This VTC10
Is switched from OFF to ON in response to the hydraulic pressure supplied from the hydraulic circuit 23. The switching of the hydraulic supply is performed by the switching solenoid 23 provided in the hydraulic circuit 23.
It is performed by turning on / off a.

【0022】上記排気弁13,14の開弁期間は、曲線
42で示される期間、すなわちピストン下死点近傍から
次のピストン上死点を少し過ぎた時点までの期間に設定
されている。吸気弁11,12の開弁期間は、上記VT
C10がオフの状態では、図2の曲線44Aで示される
期間、すなわち上記ピストン上死点より手前の時点から
次のピストン下死点を少し過ぎた時点(圧縮行程初期の
時点)までの期間に切換えられ、逆にVTC10がオン
の状態では、曲線44Bで示される期間、すなわち、上
記ピストン上死点近傍の時点から次のピストン上死点を
十分過ぎた時点(圧縮行程中期の時点)までの期間に切
換えられる。
The opening period of the exhaust valves 13 and 14 is set to the period shown by the curve 42, that is, the period from the vicinity of the piston bottom dead center to a point just after the piston top dead center. The opening period of the intake valves 11 and 12 is the above VT.
In the state in which C10 is off, during the period indicated by the curve 44A in FIG. 2, that is, from the time point before the piston top dead center to a time point slightly after the piston bottom dead center (the beginning of the compression stroke). In the state in which the VTC 10 is switched on, and conversely, the period indicated by the curve 44B, that is, from the time point near the piston top dead center to the time point sufficiently past the piston top dead center (time point in the middle of the compression stroke). It is switched to the period.

【0023】タイミング弁15の開弁期間は、上記VT
C10がオフの状態では、図2の曲線46Aで示される
期間、すなわち吸気行程中期の時点から圧縮行程中期の
時点までの期間に切換えられ、逆にVTC10がオンの
状態では、曲線46Bで示される期間、すなわち、吸気
行程後期の時点から圧縮行程後期までの期間に切換えら
れる。従って、このタイミング弁15の開弁時期は常に
上記吸気弁11,12の開弁時期よりも遅く、閉弁時期
は圧縮行程中期と後期との間で切換えられるようになっ
ている。
The opening period of the timing valve 15 is the VT
When C10 is off, the period is switched to the period shown by the curve 46A in FIG. 2, that is, the period from the mid-intake stroke to the mid-compression stroke, and conversely, when the VTC10 is on, it is shown by the curve 46B. The period, that is, the period from the end of the intake stroke to the end of the compression stroke is switched. Therefore, the valve opening timing of the timing valve 15 is always later than the valve opening timing of the intake valves 11 and 12, and the valve closing timing can be switched between the middle stage and the latter stage of the compression stroke.

【0024】上記各サイドポート3,4へのエア導入
は、吸気管16を通して行われる。この吸気管16は、
吸気上流側の共通吸気管16aと、その下流側のサージ
タンク16bとを有し、このサージタンク16bに上記
各サイドポート3,4が接続されている。上記共通吸気
管16aには、アクセル操作に応じて作動するスロット
ル弁17と、このスロットル弁17の開度を検出するス
ロットルセンサ20とが設けられている。
Air is introduced into each of the side ports 3 and 4 through the intake pipe 16. This intake pipe 16
It has a common intake pipe 16a on the upstream side of intake and a surge tank 16b on the downstream side thereof, and the side ports 3 and 4 are connected to this surge tank 16b. The common intake pipe 16a is provided with a throttle valve 17 that operates in response to an accelerator operation, and a throttle sensor 20 that detects the opening of the throttle valve 17.

【0025】上記両サイドポート3,4及びセンターポ
ート7のうち、第1サイドポート3及びセンターポート
7には、サイドインジェクタ24及びセンターインジェ
クタ25がそれぞれ配設され、第2サイドポート4には
これを開閉するスワールコントロール弁18が設けられ
ており、各スワールコントロール弁18は図略のアクチ
ュエータにより開閉駆動されるようになっている。そし
て、このスワールコントロール弁18が閉じた状態で
は、上記第1サイドポート3からのみ吸気が行われるこ
とにより、燃焼室2内にスワールが形成されるようにな
っている。
Of the two side ports 3 and 4 and the center port 7, the first side port 3 and the center port 7 are respectively provided with a side injector 24 and a center injector 25, and the second side port 4 is provided with this. A swirl control valve 18 for opening and closing is provided, and each swirl control valve 18 is driven to open and close by an actuator (not shown). Then, when the swirl control valve 18 is closed, intake air is only taken from the first side port 3 to form a swirl in the combustion chamber 2.

【0026】各センターポート7は、共通のサージタン
ク22に接続され、これらセンターポート7と上記サー
ジタンク22とで本発明における混合気供給部が構成さ
れており、その内部空間は閉鎖されている。そして、上
記センターインジェクタ25から噴射された燃料が、こ
のセンターポート7内でエアと混合され、これにより混
合気が形成されるようになっている。
Each center port 7 is connected to a common surge tank 22, and the center port 7 and the surge tank 22 constitute an air-fuel mixture supply section of the present invention, and its internal space is closed. . Then, the fuel injected from the center injector 25 is mixed with the air in the center port 7, thereby forming an air-fuel mixture.

【0027】前記排気ポート5,6は排気マニホールド
28を介して共通の排気管30に接続されており、これ
らによって排気通路が構成されている。
The exhaust ports 5 and 6 are connected to a common exhaust pipe 30 via an exhaust manifold 28, and these form an exhaust passage.

【0028】このエンジンには、上記エアフローセンサ
19やスロットルセンサ20の他、エンジン回転数3
2、ノックセンサ等の各種センサ類が装備されており、
これらの検出信号は、ECU(コントロールユニット;
時期制御手段、燃料噴射制御手段、及びスワール制御手
段を構成)40に入力され、このECU40により、上
記VTC10のオンオフ制御(すなわち切換ソレノイド
23aのオンオフ制御)、スワールコントロール弁18
の開度制御、各インジェクタ24,25の燃料噴射制御
等が実行されるようになっている。具体的に、このEC
U40は、次のような制御動作を行うように構成されて
いる。
In this engine, in addition to the air flow sensor 19 and the throttle sensor 20, the engine speed 3
2, equipped with various sensors such as knock sensor,
These detection signals are transmitted to the ECU (control unit;
The timing control means, the fuel injection control means, and the swirl control means 40 are input to the ECU 40, and the ECU 40 controls the on / off of the VTC 10 (that is, the on / off control of the switching solenoid 23a) and the swirl control valve 18.
And the fuel injection control of the injectors 24 and 25 are executed. Specifically, this EC
U40 is configured to perform the following control operation.

【0029】1)スワールコントロール弁18の開閉制
御:図3に示すように、エンジン回転数Nが予め設定さ
れた回転数N2未満の領域では、スワールコントロール
弁18の開度を最小にし、上記エンジン回転数Nが上記
回転数N2以上の領域では、スワールコントロール弁1
8の開度を増加させる。さらに、エンジン回転数センサ
32やノックセンサ34の検出信号に基づいてエンジン
が燃焼安定状態にあると判定した場合には、エンジンが
燃焼不安定状態にあると判定した場合よりも上記スワー
ルコントロール弁18の開度を微小量増加させ、逆に、
ノックセンサ34で検出されているノッキングが所定強
度以上である場合には、それ以外の場合よりも上記スワ
ールコントロール弁18の開度を微小量減少させる。
1) Opening / closing control of the swirl control valve 18: As shown in FIG. 3, in a region where the engine speed N is less than a preset engine speed N2, the opening degree of the swirl control valve 18 is minimized, When the rotation speed N is equal to or higher than the rotation speed N2, the swirl control valve 1
The opening degree of 8 is increased. Further, when it is determined that the engine is in the combustion stable state based on the detection signals of the engine speed sensor 32 and the knock sensor 34, the swirl control valve 18 is more than when it is determined that the engine is in the combustion unstable state. The opening degree of is increased by a small amount, and conversely,
When the knocking detected by the knock sensor 34 is equal to or higher than the predetermined strength, the opening degree of the swirl control valve 18 is decreased by a minute amount compared to the other cases.

【0030】2)VTC10のオンオフ制御:上記エン
ジン回転数Nが予め設定された回転数N1未満の領域で
は、上記VTC10をオフに切換え、上記回転数N1以
上の領域(所定運転領域)では、VTC10をオンに切
換える。
2) ON / OFF control of VTC 10: VTC 10 is switched off in a region where engine speed N is lower than a preset engine speed N1, and VTC 10 is switched in a region where engine speed N is equal to or higher than N 1 (predetermined operating range). Switch on.

【0031】3)燃料噴射制御:センターインジェクタ
25からの燃料噴射については、図3に実線51で示す
ように、エンジン回転数Nが所定回転数N3(>N1)
未満の低速運転領域では、上記エンジン回転数N1に至
るまではエンジン回転数の上昇とともに燃料噴射流量を
増加させ、エンジン回転数N1よりも高い領域ではエン
ジン回転数の上昇とともに燃料噴射流量を減少させる。
エンジン回転数N3よりも高い中高速運転領域では、燃
料噴射を停止させる。同図実線52に示すように、サイ
ドインジェクタ25からの燃料噴射は所定回転数以上の
領域でのみ行わせ、エンジン回転数Nの上昇に伴って燃
料噴射量を増加させる。
3) Fuel injection control: As for the fuel injection from the center injector 25, as shown by the solid line 51 in FIG. 3, the engine speed N is a predetermined speed N3 (> N1).
In the low speed operation range below, the fuel injection flow rate is increased with the increase of the engine speed up to the engine speed N1, and in the range higher than the engine speed N1, the fuel injection flow rate is reduced with the increase of the engine speed. .
The fuel injection is stopped in the medium-high speed operation region higher than the engine speed N3. As shown by the solid line 52 in the figure, the fuel injection from the side injector 25 is performed only in a region of a predetermined rotational speed or higher, and the fuel injection amount is increased as the engine rotational speed N increases.

【0032】次に、この装置の作用を説明する。Next, the operation of this device will be described.

【0033】まず、エンジン回転数Nが一定回転数N1
の所定運転領域では、VTC10はオフであり、吸気弁
11,12及びタイミング弁15の開弁期間はそれぞれ
図2の曲線44A,46Aに示されるように進み側に切
換えられる。このため、各サイクルでは、爆発後のピス
トン下死点手前から排気弁13,14が開いて燃焼室2
内の燃焼ガスが排気ポート5,6等を通じて排出され、
次いで吸気弁11,12が開いて燃焼室2内にサイドポ
ート3を通じて(サイドポート4はスワールコントロー
ル弁18でほぼ閉じられている。)を通じて新気が導入
される。さらに、この吸気行程が終了する前にタイミン
グ弁15が開かれることにより、センターポート7内で
形成されている混合気が燃焼室2内に導出される。そし
て、ピストン下死点を通過すると、吸気弁11,12が
閉じるとともに、今度は上記と逆にピストン上昇に伴っ
て燃焼室2内のガスがセンターポート7内に導入され、
この導入後、圧縮行程の途中でタイミング弁15が閉じ
られる。ここで、各センターポート7及びサージタンク
22からなる混合気供給部内の空間は閉鎖空間とされて
いるので、上記のように圧縮行程の途中でタイミング弁
15が閉じられることにより、センターポート7内の圧
力は次のタイミング弁15の開弁時における燃焼室2内
圧力よりも高い圧力に保持されることになり、この圧力
差によって上記タイミング弁15の次の開弁時にセンタ
ーポート7内の混合気が再び燃焼室2内に導入される。
すなわち、特別なエア加圧手段を用いることなく、セン
ターポート7から燃焼室2内への混合気供給がなされる
ことになり、このようにエア加圧手段が不要になる分、
装置の構造が簡略化されるとともに、エア加圧手段の駆
動によるエンジン負荷の増大がなくなる。
First, the engine speed N is a constant speed N1.
In the predetermined operation region of, the VTC 10 is off, and the opening periods of the intake valves 11 and 12 and the timing valve 15 are switched to the leading side as shown by the curves 44A and 46A of FIG. 2, respectively. Therefore, in each cycle, the exhaust valves 13 and 14 are opened from before the piston bottom dead center after the explosion and the combustion chamber 2 is opened.
The combustion gas inside is exhausted through exhaust ports 5, 6, etc.,
Then, the intake valves 11 and 12 are opened and fresh air is introduced into the combustion chamber 2 through the side port 3 (the side port 4 is almost closed by the swirl control valve 18). Further, the timing valve 15 is opened before the end of the intake stroke, so that the air-fuel mixture formed in the center port 7 is led out into the combustion chamber 2. Then, when the piston passes through the bottom dead center, the intake valves 11 and 12 are closed, and, contrary to the above, the gas in the combustion chamber 2 is introduced into the center port 7 as the piston rises.
After this introduction, the timing valve 15 is closed in the middle of the compression stroke. Here, since the space in the air-fuel mixture supply unit including each center port 7 and the surge tank 22 is a closed space, the timing valve 15 is closed in the middle of the compression stroke as described above, so that the inside of the center port 7 is closed. Will be maintained at a pressure higher than the pressure in the combustion chamber 2 at the time of opening the next timing valve 15, and this pressure difference will cause mixing in the center port 7 at the time of opening the timing valve 15 next time. The air is again introduced into the combustion chamber 2.
That is, the air-fuel mixture is supplied from the center port 7 into the combustion chamber 2 without using a special air pressurizing means, and thus the air pressurizing means is unnecessary,
The structure of the device is simplified, and the increase in engine load due to the driving of the air pressurizing means is eliminated.

【0034】ところで、このような装置では、エンジン
回転数Nが上昇して1サイクル時間が短くなると、タイ
ミング弁15の開弁時間も短くなるため、何らの手段も
講じないと、センターポート7から燃焼室2内への混合
気供給あるいはエア供給が難しくなる。しかし、この装
置では、エンジン回転数Nが回転数N1以上の所定領域
に入ると、VTC10がオンに切換えられて図2の曲線
44B,46Bに示すように吸気弁11,12及びタイ
ミング弁15の開弁期間が遅延されるため、その分セン
ターポート7内の圧力がより高められてセンターポート
7内の燃焼室2内との間の圧力差が増加され、このため
エンジン回転数がN1未満の領域と同様に上記混合気供
給あるいはエア供給が良好に保たれる。
By the way, in such a device, when the engine speed N rises and the one cycle time is shortened, the valve opening time of the timing valve 15 is also shortened. Therefore, unless any measures are taken, the center port 7 is operated. It becomes difficult to supply the air-fuel mixture or the air into the combustion chamber 2. However, in this device, when the engine speed N enters a predetermined region equal to or higher than the speed N1, the VTC 10 is switched on and the intake valves 11, 12 and the timing valve 15 are turned on as shown by the curves 44B, 46B in FIG. Since the valve opening period is delayed, the pressure in the center port 7 is further increased by that amount, and the pressure difference between the center port 7 and the combustion chamber 2 is increased, so that the engine speed is less than N1. Similar to the region, the supply of the air-fuel mixture or the supply of air can be maintained well.

【0035】その理由は次の通りである。図5は、エン
ジンのクランク進角と筒内圧(燃焼室内圧)及びセンタ
ーポート7内圧との関係を示したものである。この図に
示すように、上記クランク進角が大きいほど(すなわち
次のピストン上死点に近づくほど)筒内圧は上昇する。
これに対し、上記ピストン下死点以前の吸気行程期間中
は、クランク角が変わっても筒内圧はさほど変化しな
い。よって、上記のようにエンジン回転数がN1以上の
領域ではタイミング弁15の開弁期間を遅らせることに
より、この開弁期間中に上記センターポート7内へより
高圧の燃焼ガスを導入することができ、たとえこの開弁
期間が短くてもセンターポート7内圧力を十分高い圧力
に保持することが可能となるのである。
The reason is as follows. FIG. 5 shows the relationship between the crank advance angle of the engine, the cylinder internal pressure (combustion chamber internal pressure), and the center port 7 internal pressure. As shown in this figure, the in-cylinder pressure increases as the crank advance angle increases (that is, approaches the next piston top dead center).
On the other hand, during the intake stroke period before the piston bottom dead center, the cylinder pressure does not change much even if the crank angle changes. Therefore, by delaying the opening period of the timing valve 15 in the region where the engine speed is N1 or more as described above, it is possible to introduce higher pressure combustion gas into the center port 7 during this opening period. Even if the valve opening period is short, the pressure inside the center port 7 can be maintained at a sufficiently high pressure.

【0036】さらに、この実施例では、次のような効果
を得ることができる。
Further, in this embodiment, the following effects can be obtained.

【0037】(a) エンジン回転数がN3以上の中高速運
転領域、すなわち成層燃焼が困難で均一燃焼の方が却っ
て燃焼性が向上する領域では、センターインジェクタ2
5による燃料噴射を止めて通常の吸気装置と同様にサイ
ドインジェクタ24のみから燃料を噴射するようにして
いるので、エンジン回転数に適した燃料噴射を実行でき
る。また、上記中高速運転領域では上述のようにセンタ
ーポート7内へ導入される燃焼ガスの圧力が高いので、
このような中高速運転領域で上記センターインジェクタ
25による燃料噴射を停止させることにより、このセン
ターインジェクタ25として高圧雰囲気中での燃料噴射
が可能な高価なインジェクタを使用する必要がなくなる
利点がある。しかも、このように燃料噴射を停止させて
も、センターポート7のいわゆるクーリングチャンバと
しての機能、すなわちこのセンターポート7に燃焼室2
内の高圧高温燃焼ガスを取り込んで一旦貯留、冷却し、
その後に燃焼室2内へ還元するという機能は十分に確保
される。
(A) In the medium-high speed operation region where the engine speed is N3 or more, that is, in the region where stratified combustion is difficult and uniform combustion is rather improved in combustibility, the center injector 2
Since the fuel injection by 5 is stopped and the fuel is injected only from the side injector 24 as in the normal intake system, the fuel injection suitable for the engine speed can be executed. Further, in the medium-high speed operation region, since the pressure of the combustion gas introduced into the center port 7 is high as described above,
By stopping the fuel injection by the center injector 25 in such a medium and high speed operation region, there is an advantage that it is not necessary to use an expensive injector capable of fuel injection in a high pressure atmosphere as the center injector 25. Moreover, even if the fuel injection is stopped in this way, the function of the center port 7 as a so-called cooling chamber, that is, the combustion chamber 2 is provided in the center port 7.
Take in the high pressure and high temperature combustion gas inside, store and cool it once,
After that, the function of returning to the combustion chamber 2 is sufficiently ensured.

【0038】(b) 上記装置では、図4(a)に示すよう
に、スワールコントロール弁18の開度が絞られるほど
サイドポート4内の通気抵抗が増大して燃焼室内圧力が
低下し、その分同図(b)に示すように混合気供給部
(センターポート)から燃焼室内へ混合気が入りやすく
なるが、ここで上記実施例では、エンジンが燃焼安定状
態にある場合、すなわち混合気供給及びスワール生成に
よる燃焼室内の成層化の必要性が比較的少ない場合に
は、エンジンが燃焼不安定状態にある場合よりも上記ス
ワールコントロール弁18の開度を増加しているので、
これによって混合気供給量を抑制することにより、セン
ターポート7と燃焼室2との間のガスの出入りによるエ
ネルギー損失を軽減することができる。逆に、著しいノ
ッキングが発生している場合には、上記スワールコント
ロール弁18の開度を絞るようにしているので、これに
よりスワール形成を促進するとともに、燃焼室2内圧力
を下げて上記センターポート7から燃焼室2へのエア供
給量を増加して燃焼室内温度を下げることができ、この
ようなスワール促進及び燃焼室内温度低下によって上記
ノッキングを効果的に抑制することが可能になる。
(B) In the above apparatus, as shown in FIG. 4 (a), as the opening degree of the swirl control valve 18 is reduced, the ventilation resistance in the side port 4 increases and the pressure in the combustion chamber decreases. As shown in FIG. 6B, the air-fuel mixture easily enters the combustion chamber from the air-fuel mixture supply unit (center port). However, in the above embodiment, when the engine is in a stable combustion state, that is, the air-fuel mixture is supplied. When the necessity of stratification in the combustion chamber due to swirl generation is relatively small, the opening degree of the swirl control valve 18 is increased as compared with the case where the engine is in the combustion unstable state.
As a result, by suppressing the air-fuel mixture supply amount, it is possible to reduce energy loss due to gas flow in and out between the center port 7 and the combustion chamber 2. On the contrary, when significant knocking occurs, the opening of the swirl control valve 18 is narrowed, so that the swirl formation is promoted and the pressure in the combustion chamber 2 is lowered to reduce the center port. The air supply amount from 7 to the combustion chamber 2 can be increased to lower the temperature in the combustion chamber, and the knocking can be effectively suppressed by the swirl promotion and the decrease in the temperature in the combustion chamber.

【0039】なお、本発明はこのような実施例に限定さ
れず、例として次のような態様を採ることも可能であ
る。
The present invention is not limited to such an embodiment, and the following modes can be adopted as an example.

【0040】(1) 上記実施例では、エンジン負荷にかか
わらず、エンジン回転数が一定以上の領域を所定運転領
域としてそれ以外の領域でのタイミング弁15の開弁期
間を遅らせるようにしているが、低速運転領域のうち比
較的エンジン負荷の高い領域ではノッキングが発生しや
すいので、このような低速高負荷領域でもタイミング弁
15の開弁期間を遅らせてセンターポート7内により高
温高圧の燃焼ガスを取込み、センターポート7のいわゆ
るクーリングチャンバとしての燃焼室内冷却機能を高め
させることにより、上記ノッキングを未然に回避するこ
とが可能になる。
(1) In the above embodiment, regardless of the engine load, the region where the engine speed is equal to or higher than the predetermined value is set as the predetermined operation region, and the opening period of the timing valve 15 in the other regions is delayed. Since knocking is likely to occur in a region where the engine load is relatively high in the low speed operation region, even in such a low speed and high load region, the opening period of the timing valve 15 is delayed so that the high temperature and high pressure combustion gas is generated in the center port 7. By taking in and enhancing the function of cooling the combustion chamber as the so-called cooling chamber of the center port 7, it becomes possible to avoid the knocking in advance.

【0041】(2) 前記第1実施例では、VTC10の作
動によりタイミング弁15の閉弁時期及び開弁時期の双
方を遅らせるものを示したが、例えばカムの切換などに
よりタイミング弁15の閉弁時期のみを遅らせるように
してもよい。また、上記実施例ではタイミング弁15と
ともに吸気弁11,12の開弁期間も変化させている
が、これら吸気弁11,12の開弁期間を変化させずに
本発明の効果を得ることも可能である。
(2) In the first embodiment described above, the timing of closing the timing valve 15 and the timing of opening the timing valve 15 are both delayed by the operation of the VTC 10, but the timing valve 15 is closed by switching the cam, for example. You may make it delay only a time. Further, in the above embodiment, the opening period of the intake valves 11 and 12 is changed together with the timing valve 15, but the effect of the present invention can be obtained without changing the opening period of the intake valves 11 and 12. Is.

【0042】(3) 上記実施例では、エンジン回転数Nが
N3以上の中高速運転領域では、一律にセンターインジ
ェクタ25からの燃料噴射を停止させているが、このよ
うな中高速運転領域であっても、エンジンの運転状態が
予め設定された要冷却条件にある場合、例えばエンジン
回転数が非常に高い高速運転領域にある場合や、ノッキ
ングの発生が著しい場合には、例外的に上記センターポ
ート7内でセンターインジェクタ25から燃料を噴射さ
せるようにECU40を構成することにより、この噴射
された燃料の気化熱で混合気供給部内のエアを冷却し
て、エンジン温度の過度の上昇やノッキングの発生を効
果的に抑制することが可能である。また、上記実施例の
ようにスワールコントロール弁18の開度減少によりあ
る程度のノッキング抑制を行い、それでも不十分な場合
に上記センターインジェクタ25から燃料を噴射してさ
らにノッキングを抑制するといった制御を行うようにす
れば、ノッキング抑制を複数の段階にわたって効果的に
行うことが可能になる。
(3) In the above embodiment, the fuel injection from the center injector 25 is uniformly stopped in the medium and high speed operation range where the engine speed N is N3 or more. However, when the engine operating condition is in the preset cooling required condition, for example, in the high-speed operating region where the engine speed is extremely high, or when knocking is significant, the above center port is exceptional. By configuring the ECU 40 so that the fuel is injected from the center injector 25 in the inside 7, the air in the air-fuel mixture supply unit is cooled by the heat of vaporization of the injected fuel, so that the engine temperature rises excessively and knocking occurs. Can be effectively suppressed. Further, as in the above-described embodiment, the knocking is suppressed to some extent by reducing the opening degree of the swirl control valve 18, and when it is still insufficient, control is performed by injecting fuel from the center injector 25 to further suppress the knocking. With this, knocking can be effectively suppressed over a plurality of stages.

【0043】(4) 本発明では主吸気ポートの数を問わ
ず、これを3つ以上形成してもよいし、スワールコント
ロール弁18を設けない場合には単一であってもよい。
(4) In the present invention, regardless of the number of main intake ports, three or more main intake ports may be formed, or a single swirl control valve 18 may be provided.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上のように本発明は、燃焼室内に開口
する混合気供給部内の空間を閉鎖空間とし、この混合気
供給部の開閉弁の開弁時期を主吸気ポートにおける吸気
弁の開弁時期よりも遅らせ、閉弁時期を圧縮行程途中に
設定したものであるので、上記混合気供給部内に十分高
い圧力を蓄えることができ、この混合気供給部内の圧力
と燃焼室内圧力との圧力差を利用することにより、特別
なエア加圧手段を用いることなく良好な混合気供給を行
うことができ、このようなエア加圧手段の省略により、
装置の構造を簡略化し、またエンジン負荷を軽減して燃
費を向上させることができる効果がある。
As described above, according to the present invention, the space inside the air-fuel mixture supply section that opens into the combustion chamber is defined as a closed space, and the opening timing of the on-off valve of this air-fuel mixture supply section is set to the opening of the intake valve in the main intake port. Since the valve closing timing is set later than the valve timing and the valve closing timing is set in the middle of the compression stroke, a sufficiently high pressure can be stored in the air-fuel mixture supply section. By utilizing the difference, it is possible to perform a good air-fuel mixture supply without using a special air pressurizing means, and by omitting such air pressurizing means,
This has the effect of simplifying the structure of the device and reducing the engine load to improve fuel efficiency.

【0045】さらに、この装置では、エンジンの高速運
転時には低速運転時よりも上記開閉弁の閉弁時期を遅ら
せるようにしているので、この領域でより高い圧力の燃
焼ガスを混合気供給部内に導入することにより、上記高
速運転時に開閉弁の開弁期間が短縮されるにもかかわら
ず混合気供給部から燃焼室への良好な混合気供給を低速
運転時と同様に確保することができる。
Further, in this device, the closing timing of the on-off valve is delayed during high-speed operation of the engine as compared with during low-speed operation, so that combustion gas of higher pressure is introduced into the mixture supply section in this region. By doing so, it is possible to secure a good mixture supply from the mixture supply unit to the combustion chamber as in the low speed operation, although the opening period of the on-off valve is shortened during the high speed operation.

【0046】また、請求項2記載の装置では、エンジン
回転数が一定以下の領域であっても高負荷運転時には低
負荷運転時に比べて上記開閉弁の閉弁時期を遅らせるよ
うにしているので、このような遅延によってより高温高
圧の燃焼ガスを混合気供給部に導入してこの混合気供給
部のいわゆるクーリングチャンバとしての機能を高める
ことにより、上記低速高負荷領域でのエンジン温度の上
昇を抑え、この領域で特に発生しやすいノッキングを未
然に防ぐことができる効果がある。
Further, in the apparatus according to the second aspect of the present invention, the closing timing of the on-off valve is delayed during high load operation as compared with during low load operation even in a region where the engine speed is below a certain level. Due to such a delay, the combustion gas of higher temperature and high pressure is introduced into the air-fuel mixture supply unit to enhance the function of the air-fuel mixture supply unit as a so-called cooling chamber, thereby suppressing an increase in engine temperature in the low speed and high load region. There is an effect that knocking that is particularly likely to occur in this area can be prevented.

【0047】請求項3記載の装置では、低速運転領域で
は混合気供給部内で燃料噴射を行わせて上記混合気供給
を行うことにより、燃焼室内での成層化により燃焼性を
向上させる一方、上記低速運転領域よりもエンジン回転
数の高い中高速運転領域、すなわち成層燃焼が困難で均
一燃焼の方が却って燃焼性が向上する領域では、上記混
合気供給部内での燃料噴射を止めて通常の吸気装置と同
様に上記主吸気ポートで燃料噴射させることにより、エ
ンジン回転数にかかわらず常にその運転状態に適した燃
料噴射を実行できる。また、上記中高速運転領域では上
述のように混合気供給部内へ導入される燃焼ガスの圧力
が高いので、このような中高速運転領域で上記混合気供
給部内での燃料噴射を止めることにより、高圧雰囲気中
での燃料噴射が可能な高価なインジェクタを使用する必
要をなくし、コストをさらに低減させることができる。
しかも、このように燃料噴射を停止させても、この混合
気供給部のいわゆるクーリングチャンバとしての燃焼室
内冷却機能、すなわち上記燃焼室内の高温燃焼ガスを一
旦貯留して冷却してから燃焼室内に戻すという機能を確
保することができる。
According to the third aspect of the present invention, in the low speed operation region, fuel injection is performed in the air-fuel mixture supply section to supply the air-fuel mixture, thereby improving the combustibility by stratification in the combustion chamber, while In the medium to high speed operating region where the engine speed is higher than in the low speed operating region, that is, in the region where stratified combustion is difficult and uniform combustion is more effective in improving combustibility, fuel injection in the air-fuel mixture supply unit is stopped and normal intake air is removed. By injecting fuel at the main intake port as in the case of the device, fuel injection suitable for the operating state can always be executed regardless of the engine speed. Further, in the medium-high speed operation region, since the pressure of the combustion gas introduced into the air-fuel mixture supply unit as described above is high, by stopping the fuel injection in the air-fuel mixture supply unit in such a medium-high speed operation region, It is not necessary to use an expensive injector that can inject fuel in a high pressure atmosphere, and the cost can be further reduced.
Moreover, even if the fuel injection is stopped in this way, the cooling function of the combustion chamber as a so-called cooling chamber of the mixture supply unit, that is, the high temperature combustion gas in the combustion chamber is temporarily stored and cooled and then returned to the combustion chamber. That function can be secured.

【0048】これに対して請求項4記載の装置では、上
記中高速運転領域であっても、エンジンの運転状態が予
め設定された要冷却条件にある場合、例えばエンジン回
転数が非常に高い高速運転領域にある場合や(請求項
5)、ノッキングの発生が著しい場合(請求項6)に
は、例外的に上記混合気供給部内で燃料噴射するように
しているので、この燃料の気化熱で混合気供給部内のエ
アを冷却することにより、エンジン温度の過度の上昇や
ノッキングの発生をより効果的に抑制することができ
る。
On the other hand, in the device according to the fourth aspect, even in the medium-high speed operation range, when the operating condition of the engine is in the preset required cooling condition, for example, the high speed of the engine speed is very high. When the engine is in the operating region (Claim 5) or when knocking is significant (Claim 6), the fuel is exceptionally injected into the air-fuel mixture supply unit. By cooling the air in the air-fuel mixture supply portion, it is possible to more effectively suppress the excessive rise in engine temperature and the occurrence of knocking.

【0049】請求項7記載の装置では、エンジンが燃焼
安定状態にある場合、すなわち混合気供給及びスワール
生成による燃焼室内の成層化の必要性が比較的少ない場
合には、エンジンが燃焼不安定状態にある場合よりも上
記スワールコントロール弁の開度を増加するようにして
いるので、このようなスワールコントロール弁の開度増
加に伴う燃焼室内の圧力上昇によってこの燃焼室内への
混合気供給量を抑制することにより、上記混合気供給部
と燃焼室との間のガスの出入りによるエネルギー損失を
軽減することができる効果がある。
According to the seventh aspect of the present invention, when the engine is in a stable combustion state, that is, when the necessity of stratification in the combustion chamber due to mixture supply and swirl generation is relatively small, the combustion state of the engine is unstable. Since the opening of the swirl control valve is increased more than in the case of, the increase in the pressure in the combustion chamber due to such an increase in the opening of the swirl control valve suppresses the mixture supply amount into this combustion chamber. By doing so, there is an effect that it is possible to reduce the energy loss due to the inflow and outflow of gas between the air-fuel mixture supply section and the combustion chamber.

【0050】また、請求項8記載の装置では、エンジン
に著しいノッキングが発生している場合には、上記スワ
ールコントロール弁の開度を絞るようにしているので、
これにより、スワール形成を促進するとともに、上記混
合気供給量を増加させて燃焼室内温度を下げることがで
き、総じて上記ノッキングを効果的に抑制することがで
きる。
Further, in the device according to the eighth aspect, when the engine is significantly knocked, the opening degree of the swirl control valve is reduced.
As a result, the swirl formation can be promoted, the mixture gas supply amount can be increased to lower the temperature in the combustion chamber, and the knocking can be effectively suppressed as a whole.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例におけるエンジンの全体構成
図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記エンジンにおいて設定される各弁の開弁タ
イミングを示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a valve opening timing of each valve set in the engine.

【図3】上記エンジンにおけるエンジン回転数と燃料噴
射流量との関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between an engine speed and a fuel injection flow rate in the engine.

【図4】(a)は上記エンジンにおけるスワールコント
ロール弁の開度と吸気通路の通気抵抗との関係を示すグ
ラフ、(b)は上記スワールコントロール弁の開度とセ
ンターポートからの混合気供給流量との関係を示すグラ
フである。
FIG. 4A is a graph showing the relationship between the opening of the swirl control valve and the ventilation resistance of the intake passage in the engine, and FIG. 4B is the opening of the swirl control valve and the air-fuel mixture supply flow rate from the center port. It is a graph which shows the relationship with.

【図5】上記エンジンにおけるクランク角と筒内圧及び
センターポート内圧との関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship among a crank angle, a cylinder internal pressure, and a center port internal pressure in the engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリンダ 2 燃焼室 3 第1サイドポート(主吸気ポート) 4 第2サイドポート(主吸気ポート) 7 センターポート(混合気供給部を構成) 10 VTC(時期可変手段) 11,12 吸気弁 18 スワールコントロール弁 22 サージタンク(混合気供給部を構成) 25 センターインジェクタ 32 エンジン回転数センサ 34 ノックセンサ 40 ECU(時期制御手段、燃料噴射制御手段、及び
スワール制御手段)
1 Cylinder 2 Combustion Chamber 3 1st Side Port (Main Intake Port) 4 2nd Side Port (Main Intake Port) 7 Center Port (Mixture Mixing Port) 10 VTC (Timing Variable Means) 11, 12 Intake Valve 18 Swirl Control valve 22 Surge tank (which constitutes a mixture supply unit) 25 Center injector 32 Engine speed sensor 34 Knock sensor 40 ECU (timing control means, fuel injection control means, and swirl control means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02M 67/04 F02M 67/04 (56)参考文献 特開 昭57−191451(JP,A) 特開 平3−134262(JP,A) 特開 平6−108907(JP,A) 特開 平5−79404(JP,A) 特開 昭54−96611(JP,A) 特開 平5−39756(JP,A) 特開 平5−340258(JP,A) 特開 昭58−28531(JP,A) 実開 昭62−28033(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 13/02 F02B 17/00 F02B 29/08 F02B 31/02 F02D 41/34 F02M 67/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02M 67/04 F02M 67/04 (56) References JP-A-57-191451 (JP, A) JP-A-3-134262 (JP , A) JP 6-108907 (JP, A) JP 5-79404 (JP, A) JP 54-96611 (JP, A) JP 5-39756 (JP, A) JP 5-340258 (JP, A) JP 58-28531 (JP, A) Actual development 62-28033 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F02D 13/02 F02B 17/00 F02B 29/08 F02B 31/02 F02D 41/34 F02M 67/04

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 燃焼室内に開口し、かつ吸気弁により開
閉される主吸気ポートと、上記燃焼室内に開口し、かつ
開閉弁により開閉され、この開閉弁が開いた状態で燃焼
室内にエアと燃料との混合気を供給する混合気供給部と
を有し、上記開閉弁の開弁時期が上記吸気弁の開弁時期
よりも遅い時期に設定されたエンジンにおいて、上記混
合気供給部内の空間を閉鎖空間とするとともに、上記開
閉弁の閉弁時期を圧縮行程内の範囲で変化させる時期可
変手段と、エンジン高速運転時には低速運転時よりも上
記開閉弁の閉弁時期を遅らせるように上記時期可変手段
を制御する時期制御手段とを備えたことを特徴とするエ
ンジンの吸気装置。
1. A main intake port that opens into a combustion chamber and is opened and closed by an intake valve; and a main intake port that opens into the combustion chamber and is opened and closed by an on-off valve, and air is introduced into the combustion chamber with the on-off valve opened. In an engine having an air-fuel mixture supply unit for supplying an air-fuel mixture with fuel, and the opening timing of the opening / closing valve being set later than the valve opening timing of the intake valve, a space in the air-fuel mixture supply unit As a closed space, and means for changing the closing timing of the on-off valve within a range within the compression stroke, and the above-mentioned timing so as to delay the closing timing of the on-off valve during high-speed operation of the engine as compared with during low-speed operation. An intake system for an engine, comprising: timing control means for controlling the variable means.
【請求項2】 請求項1記載のエンジンの吸気装置にお
いて、エンジン回転数が一定以下の領域では高負荷運転
時に低負荷運転時よりも上記開閉弁の閉弁時期を遅らせ
るように上記時期制御手段を構成したことを特徴とする
エンジンの吸気装置。
2. The engine intake system according to claim 1, wherein the timing control means delays the closing timing of the on-off valve during high load operation compared to during low load operation in a region where the engine speed is below a certain level. An intake system for an engine, which is characterized in that
【請求項3】 請求項1または2記載のエンジンの吸気
装置において、エンジン回転数が予め設定された所定回
転数未満である低速運転領域では混合気供給部内で燃料
噴射を行わせ、上記低速運転領域よりもエンジン回転数
の高い中高速運転領域では上記混合気供給部内での燃料
噴射を停止させて上記主吸気ポートで燃料噴射を行わせ
る燃料噴射制御手段を備えたことを特徴とするエンジン
の吸気装置。
3. The engine intake system according to claim 1 or 2, wherein fuel injection is performed in the air-fuel mixture supply section in a low speed operation region where the engine speed is less than a preset predetermined speed, and the low speed operation is performed. In a medium-high speed operation region where the engine speed is higher than the region, a fuel injection control means for stopping fuel injection in the air-fuel mixture supply unit and performing fuel injection in the main intake port is provided. Inhaler.
【請求項4】 請求項1または2記載のエンジンの吸気
装置において、エンジン回転数が予め設定された所定回
転数未満である低速運転領域では混合気供給部内で燃料
噴射を行わせ、上記低速運転領域よりもエンジン回転数
が高い中高速運転領域では原則的に上記混合気供給部内
での燃料噴射を停止させて上記主吸気ポートで燃料噴射
を行わせ、上記中高速運転領域にあってもエンジンの運
転状態が予め設定された要冷却条件にある場合には例外
的に上記混合気供給部内で燃料噴射を行わせる燃料噴射
制御手段を備えたことを特徴とするエンジンの吸気装
置。
4. The engine intake system according to claim 1, wherein fuel injection is performed in the air-fuel mixture supply section in a low speed operation region where the engine speed is less than a preset predetermined speed, and the low speed operation is performed. In the medium-high speed operation region where the engine speed is higher than the region, in principle, the fuel injection in the air-fuel mixture supply section is stopped and the fuel injection is performed at the main intake port. An intake system for an engine, which is provided with fuel injection control means for exceptionally injecting fuel into the air-fuel mixture supply section when the operating state is in a preset cooling-required condition.
【請求項5】 請求項4記載のエンジンの吸気装置にお
いて、上記要冷却条件はエンジンの運転状態が上記中高
速運転領域のうちの高速運転領域にあることであること
を特徴とするエンジンの吸気装置。
5. The engine intake system according to claim 4, wherein the required cooling condition is that the operating state of the engine is in a high speed operation region of the medium and high speed operation regions. apparatus.
【請求項6】 請求項4または5記載のエンジンの吸気
装置において、上記要冷却条件は所定強度以上のノッキ
ングが検出されていることであることを特徴とするエン
ジンの吸気装置。
6. The engine intake system according to claim 4 or 5, wherein the cooling requirement is that knocking of a predetermined strength or more is detected.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載のエンジ
ンの吸気装置において、複数の主吸気ポートを備え、そ
のうちの一部の主吸気ポートにのみスワールコントロー
ル弁を設け、このスワールコントロール弁の開度を制御
するスワール制御手段を備えるとともに、エンジンが燃
焼安定状態にある場合にはエンジンが燃焼不安定状態に
ある場合よりも上記スワールコントロール弁の開度を増
大させるように上記スワール制御手段を構成したことを
特徴とするエンジンの吸気装置。
7. The engine intake system according to claim 1, further comprising a plurality of main intake ports, a swirl control valve being provided only in a part of the main intake ports. And a swirl control means for controlling the opening degree of the swirl control means so as to increase the opening degree of the swirl control valve when the engine is in a combustion stable state compared to when the engine is in a combustion unstable state. An intake system for an engine, which is characterized in that
【請求項8】 請求項1〜6のいずれかに記載のエンジ
ンの吸気装置において、複数の主吸気ポートを備え、そ
のうちの一部の吸気ポートにのみスワールコントロール
弁を設け、このスワールコントロール弁の開度を制御す
るスワール制御手段を備えるとともに、エンジンに所定
強度以上のノッキングが発生している場合には他の場合
よりも上記スワールコントロール弁の開度を減少させる
ように上記スワール制御手段を構成したことを特徴とす
るエンジンの吸気装置。
8. The intake system for an engine according to any one of claims 1 to 6, further comprising a plurality of main intake ports, a swirl control valve being provided only in a part of the main intake ports. The swirl control means is provided so as to control the opening degree, and the swirl control means is configured to reduce the opening degree of the swirl control valve as compared with other cases when knocking of a predetermined intensity or more occurs in the engine. The intake system for the engine, which is characterized by
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