JP4124116B2 - In-cylinder supercharged engine - Google Patents

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Description

本発明は筒内過給エンジンに関する。   The present invention relates to an in-cylinder supercharged engine.

2サイクルエンジンにおいて、燃焼室の前部にある燃料溜室に臨んで電磁開閉燃料弁と電磁開閉空気弁とを設け、前サイクルの燃焼終了後より次サイクルの圧縮行程に入るまでの間に電磁開閉燃料弁を開閉して、燃料溜室内に必要量の燃料を噴射するとともに、次サイクルの圧縮行程に入った後に電磁開閉空気弁を開いて、燃料溜室内に空気を噴射し、同燃料溜室内の圧力上昇により、燃料溜室と燃焼室との圧力差に応動する混合気噴射弁を自動的に開いて燃焼室内に混合気を噴射し、燃焼室内圧縮圧力の上昇で混合気噴射弁を閉じるようにしたものがある(特許文献1参照)。
特開平7−133724号公報
In a two-cycle engine, an electromagnetic open / close fuel valve and an electromagnetic open / close air valve are provided facing the fuel reservoir in the front part of the combustion chamber. The open / close fuel valve is opened and closed to inject the required amount of fuel into the fuel sump chamber, and after entering the compression stroke of the next cycle, the electromagnetic open / close air valve is opened to inject air into the fuel sump chamber. When the pressure in the chamber rises, the air-fuel mixture injection valve that responds to the pressure difference between the fuel reservoir and the combustion chamber is automatically opened to inject the air-fuel mixture into the combustion chamber. Some have been closed (see Patent Document 1).
JP-A-7-133724

ところで、従来からエンジン出力を上げる技術として、吸入空気をターボチャージャやスーパーチャージャで過給する技術が用いられている。   By the way, as a technique for increasing the engine output, a technique for supercharging intake air with a turbocharger or a supercharger has been used.

この場合に、4サイクルガソリンエンジンにおいてはエンジンの燃焼室に接続される第1の吸気通路を有し、この第1の吸気通路に、第1の吸気通路の上流側にあって吸気を絞る吸気絞り弁と、この吸気絞り弁の下流にあって空気を蓄える吸気コレクタとを備えているので、この4サイクルガソリンエンジンにターボチャージャを適用するに際して、吸気コレクタの上流側に吸気コンプレッサを設けるかぎり、吸気コンプレッサから燃焼室までに大きな空間容積が存在し吸気コンプレッサにより加圧された空気が燃焼室に届くまでに応答遅れが生じて加速レスポンスが悪くなる。   In this case, the four-cycle gasoline engine has a first intake passage connected to the combustion chamber of the engine, and the intake air that is upstream of the first intake passage and throttles the intake air in the first intake passage. Since it has a throttle valve and an intake collector that stores air downstream of this intake throttle valve, when applying a turbocharger to this four-cycle gasoline engine, as long as an intake compressor is provided upstream of the intake collector, There is a large space volume from the intake compressor to the combustion chamber, and a response delay occurs until the air pressurized by the intake compressor reaches the combustion chamber, resulting in poor acceleration response.

そこで本発明は、エンジンの燃焼室に接続される第2の吸気通路を上記第1の吸気通路とは独立に設け、この第2の通路に過給機と、過給タンクと、空気インジェクタとを備えさせることにより、急加速時のように大きなエンジン出力が即座に必要なときにも応答よく空気を燃焼室内に供給することのできるエンジンを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a second intake passage connected to the combustion chamber of the engine independently of the first intake passage, and a supercharger, a supercharging tank, an air injector, and the like in the second passage. It is an object of the present invention to provide an engine capable of responsively supplying air into a combustion chamber even when a large engine output is required immediately such as during rapid acceleration.

一方、特許文献1の技術は、エンジン回転速度が10000rpmを超える2サイクルエンジンにおいて少量の燃料噴射量(約0.2s、0.5mm3/st)と少量の空気を短時間に精度よく噴射させるための技術であり、応答性の改善を図る本願とは技術的思想が異なる。 On the other hand, in the technique of Patent Document 1, a small amount of fuel injection amount (about 0.2 s, 0.5 mm 3 / st) and a small amount of air are accurately injected in a short time in a two-cycle engine with an engine rotation speed exceeding 10,000 rpm. Therefore, the technical idea is different from that of the present application for improving responsiveness.

本発明は、エンジンの燃焼室(8)に接続される吸気通路を第1と第2の2つの独立した吸気通路(2、11)で構成し、このうち第1の吸気通路(2)には、吸気絞り弁(3)と、吸気コレクタ(5)と、機械的に駆動される吸気弁(7)とを備える。また、第2の吸気通路には、空気を加圧する過給機(12)と、この加圧された空気を大気圧を超える圧力で蓄える過給タンク(13)と、第2の吸気通路(11)の燃焼室(8)への開口部に位置して常時は第2の吸気通路(11)の燃焼室(8)への接続を遮断し、アクセル操作量に応じた目標吸入空気量に対して前記第1の吸気通路(2)からの吸入空気量が足りないときの所定の時期に、指令値に応動して加圧空気を燃焼室(8)内に噴射供給する空気インジェクタ(14)とを備える。 In the present invention, the intake passage connected to the combustion chamber (8) of the engine is composed of first and second independent intake passages (2, 11), of which the first intake passage (2) Comprises an intake throttle valve (3), an intake collector (5), and a mechanically driven intake valve (7). The second intake passage includes a supercharger (12) for pressurizing air, a supercharging tank (13) for storing the pressurized air at a pressure exceeding atmospheric pressure, and a second intake passage ( 11) located at the opening to the combustion chamber (8), the connection of the second intake passage (11) to the combustion chamber (8) is normally cut off, and the target intake air amount corresponding to the accelerator operation amount is obtained. On the other hand, at a predetermined time when the amount of intake air from the first intake passage (2) is insufficient, an air injector (14 ) that injects pressurized air into the combustion chamber (8) in response to the command value. ).

なお、符号は実施形態の説明に対応して付したもので、本発明はこれに限定されるわけではない。   In addition, the code | symbol was attached | subjected corresponding to description of embodiment, and this invention is not necessarily limited to this.

本発明によれば、新たにエンジンの燃焼室に接続される第2の吸気通路を設け、この第2の吸気通路に、過給機と、過給タンクと、空気供給装置とを備えるので、従来からあるターボチャージャやスーパーチャージャで第1の吸気通路の空気を加圧する技術では解決できなかった加速時のレスポンス遅れを解決できる。   According to the present invention, the second intake passage newly connected to the combustion chamber of the engine is provided, and the second intake passage is provided with the supercharger, the supercharging tank, and the air supply device. The response delay at the time of acceleration that could not be solved by the technology of pressurizing the air in the first intake passage with a conventional turbocharger or supercharger can be solved.

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。図1はL−ジェトロニック方式のガソリン噴射エンジンに適用した本発明の第1実施形態のシステムを説明するための概略図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view for explaining a system according to a first embodiment of the present invention applied to an L-Jetronic gasoline injection engine.

本実施形態では、エンジンの燃焼室8に接続される吸気通路を第1と第2の2つの独立した吸気通路2、11で構成し、このうち第1の吸気通路2には、吸気絞り弁3と、吸気コレクタ5と、吸気弁7とを備える。すなわち、空気は第1の吸気通路2の上流側に位置する吸気絞り弁3により調量され、その調量された空気はこの吸気絞り弁3の下流に位置する吸気コレクタ5に一旦蓄えられる。第1の吸気通路2の燃焼室8への開口部に位置する吸気弁7は常時は第1の吸気通路2の燃焼室8への接続を遮断しておりエンジン駆動の吸気弁用カムシャフト(図示しない)により機械的に駆動されピストン9が上死点より下死点へと向かう吸入行程で開かれる。そして、吸気弁7が開かれているときに吸気コレクタ5に蓄えられている空気が吸気ポート6を介して各気筒の燃焼室8へと導入される。この場合に燃焼室8に導入される空気量は吸気コレクタ5と燃焼室8内との圧力差及び吸気弁7と吸気ポート壁との隙間の面積により定まる。   In the present embodiment, the intake passage connected to the combustion chamber 8 of the engine is composed of first and second independent intake passages 2 and 11, and the first intake passage 2 includes an intake throttle valve. 3, an intake collector 5, and an intake valve 7. That is, the air is metered by the intake throttle valve 3 positioned upstream of the first intake passage 2, and the metered air is temporarily stored in the intake collector 5 positioned downstream of the intake throttle valve 3. The intake valve 7 located at the opening of the first intake passage 2 to the combustion chamber 8 is normally disconnected from the connection of the first intake passage 2 to the combustion chamber 8 and is an engine-driven intake valve camshaft ( The piston 9 is mechanically driven by an unillustrated) and is opened in the suction stroke from the top dead center toward the bottom dead center. When the intake valve 7 is open, air stored in the intake collector 5 is introduced into the combustion chamber 8 of each cylinder through the intake port 6. In this case, the amount of air introduced into the combustion chamber 8 is determined by the pressure difference between the intake collector 5 and the combustion chamber 8 and the area of the gap between the intake valve 7 and the intake port wall.

ここで、上記吸気絞り弁3を駆動するのはモータ4であり、このモータ4はエンジンコントロールモジュール31によりそのモータ電流が制御される。   The intake throttle valve 3 is driven by a motor 4, and the motor current of the motor 4 is controlled by an engine control module 31.

燃料は各気筒の吸気ポート6に配置された燃料インジェクタ21より、所定のタイミングで吸気ポート6内に噴射供給される。   Fuel is injected and supplied into the intake port 6 at a predetermined timing from a fuel injector 21 disposed in the intake port 6 of each cylinder.

一方、上記第2の吸気通路11には、過給機12と、過給タンク13と、空気インジェクタ14(空気供給装置)とを備える。すなわち、空気は過給機12によって加圧される。過給機12はここでは電動モータにより空気を加圧する電動過給機である。ただし、これに限定されるものでなく排気圧力で加圧するターボチャージャやエンジン軸出力で加圧するスーパーチャジャであっても構わない。   On the other hand, the second intake passage 11 includes a supercharger 12, a supercharging tank 13, and an air injector 14 (air supply device). That is, the air is pressurized by the supercharger 12. Here, the supercharger 12 is an electric supercharger that pressurizes air with an electric motor. However, the present invention is not limited to this, and a turbocharger that pressurizes with exhaust pressure or a supercharger that pressurizes with engine shaft output may be used.

過給機12により加圧された空気は大気圧を超える圧力で一旦過給タンク13に蓄えられた後に、この過給タンク13に蓄えられた大気圧より高圧の空気が各気筒の燃焼室8に臨んで設けられている空気インジェクタ14に分配される。第2の吸気通路11の燃焼室8への開口部に位置する空気インジェクタ14は、常時は第2の吸気通路11の燃焼室8への接続を遮断しており、エンジンコントロールモジュール31からの指令を受けて開かれると、この空気インジェクタ14により過給タンク13からの高圧空気が燃焼室8内に直接的に噴射供給される。この場合に、燃焼室8に導入される空気量は過給タンク13と燃焼室8内との圧力差及び空気インジェクタ14の開口面積により定まる。   After the air pressurized by the supercharger 12 is temporarily stored in the supercharging tank 13 at a pressure exceeding the atmospheric pressure, the air stored in the supercharging tank 13 is higher in pressure than the atmospheric pressure. Is distributed to an air injector 14 provided facing the air. The air injector 14 located at the opening of the second intake passage 11 to the combustion chamber 8 is normally disconnected from the connection of the second intake passage 11 to the combustion chamber 8, and is commanded from the engine control module 31. In response, the air injector 14 directly injects and supplies high-pressure air from the supercharging tank 13 into the combustion chamber 8. In this case, the amount of air introduced into the combustion chamber 8 is determined by the pressure difference between the supercharging tank 13 and the combustion chamber 8 and the opening area of the air injector 14.

上記の空気インジェクタ14を開弁するタイミング(所定の時期)は、吸気弁7が閉じた時点以降つまりエンジン圧縮行程である。実際には吸気弁7が閉じた直後が望ましい。吸気弁7が閉じた後に空気インジェクタ14により空気を噴射供給するのは、せっかく燃焼室8内に噴射した空気が、開いている吸気弁7から吸気ポート5へと逆流するのを防ぐためである。   The timing at which the air injector 14 is opened (predetermined timing) is after the intake valve 7 is closed, that is, the engine compression stroke. Actually, it is desirable immediately after the intake valve 7 is closed. The reason why the air is injected and supplied by the air injector 14 after the intake valve 7 is closed is to prevent the air injected into the combustion chamber 8 from flowing backward from the open intake valve 7 to the intake port 5. .

また、吸気弁7が閉じた直後を空気噴射開始時期とするのは、燃焼室8内がピストン9による圧縮によって加圧された状態で空気を燃焼室8内に噴射供給しようとするとその燃焼室8内圧力に打ち勝って空気を噴射する必要があり、そうなると空気インジェクタ14や過給タンク13の大型化を招きコストアップとなるので、これを避けるため燃焼室8内が圧縮によって加圧され過ぎない間に空気の噴射供給を終了するためである。   Also, the air injection start timing immediately after the intake valve 7 is closed is that the air is injected into the combustion chamber 8 in a state where the inside of the combustion chamber 8 is pressurized by the compression of the piston 9. It is necessary to overcome the internal pressure and inject the air. If this happens, the air injector 14 and the supercharging tank 13 are increased in size and the cost is increased. Therefore, in order to avoid this, the inside of the combustion chamber 8 is not excessively pressurized by compression. This is because the air injection supply is ended.

また、低負荷状態などのエンジン出力があまり必要でない運転条件では空気インジェクタ14は開かない。このため、低負荷状態では燃料インジェクタ21より噴射された燃料は吸気弁7が開いているときに吸気ポート6を介して流入する空気と混合して混合気を作り、この混合気は吸気弁7を閉じることで燃焼室8内に閉じこめられ、ピストン9の上昇によって圧縮される。また、大きな出力要求があったとき(要求のあるとき)には第1の吸気通路2によっては不足する空気量が、吸気弁7が閉じた後の圧縮行程で空気インジェクタ14により噴射供給され、この追加供給される空気によりさらに燃料の気化が促進される。   Also, the air injector 14 does not open under operating conditions where engine output is not so necessary, such as in a low load state. For this reason, in the low load state, the fuel injected from the fuel injector 21 is mixed with the air flowing in via the intake port 6 when the intake valve 7 is open to form an air-fuel mixture. Is closed in the combustion chamber 8 and compressed by the piston 9 rising. Further, when there is a large output request (when there is a request), an air amount that is insufficient depending on the first intake passage 2 is injected and supplied by the air injector 14 in the compression stroke after the intake valve 7 is closed, This additional supplied air further promotes fuel vaporization.

このようにして形成される混合気は、圧縮上死点前の所定のクランク角で点火プラグ41により着火されて燃焼する。この燃焼によるガス圧がピストン9を押し下げる仕事を行い、このピストン9の往復運動はクランクシャフト10の回転運動へと変換される。燃焼後のガス(排気)は排気バルブ42が開いたとき排気通路43へと排出される。   The air-fuel mixture thus formed is ignited by the spark plug 41 and burned at a predetermined crank angle before the compression top dead center. The gas pressure due to the combustion works to push down the piston 9, and the reciprocating motion of the piston 9 is converted into the rotational motion of the crankshaft 10. The combusted gas (exhaust gas) is discharged into the exhaust passage 43 when the exhaust valve 42 is opened.

アクセルセンサ32からのアクセル操作量の信号、クランク角センサ33からのクランク角の信号、エアフローメータ34からの吸入空気量の信号が入力されるエンジンコントロールモジュール31では運転条件に応じてモータ4を介して吸気絞り弁3の開度を制御し、燃料インジェクタ21を駆動して燃料噴射量を制御し、点火時期を設定して点火プラグ41を点火させる制御を行う。   In the engine control module 31 to which an accelerator operation amount signal from the accelerator sensor 32, a crank angle signal from the crank angle sensor 33, and an intake air amount signal from the air flow meter 34 are input, the motor 4 is connected via the motor 4 in accordance with operating conditions. Then, the opening degree of the intake throttle valve 3 is controlled, the fuel injector 21 is driven to control the fuel injection amount, the ignition timing is set, and the ignition plug 41 is ignited.

ここで、エンジンコントロールモジュール31により実行される制御は、エンジンの運転状態に応じた目標エンジントルクと目標空燃比が得られるように吸入空気量と燃料供給量とを制御するもので、その内容は特開平9−287513号公報に詳しく記載されている。簡単に説明しておくと、アクセルセンサ32により検出されるアクセル操作量APSと、クランク角センサ33からの信号に基づいて演算されるエンジン回転速度Neとから所定のマップを検索して理論空燃比のときにAPS、Neに見合った目標トルクが得られる吸入空気量である基準目標吸入空気量tTPを求め、これを目標当量比tDMLで除算した値を目標吸入空気量tTP’として算出する。そして、この目標吸入空気量tTP’とエンジン回転速度Neとから所定のマップを検索して目標絞り弁開度tTPSを求め、この目標絞り弁開度tTPSと一致するように吸気絞り弁3を制御する。   Here, the control executed by the engine control module 31 controls the intake air amount and the fuel supply amount so as to obtain the target engine torque and the target air-fuel ratio according to the operating state of the engine. This is described in detail in JP-A-9-287513. In brief, a predetermined map is searched from the accelerator operation amount APS detected by the accelerator sensor 32 and the engine speed Ne calculated based on the signal from the crank angle sensor 33, and the theoretical air-fuel ratio is searched. At this time, a reference target intake air amount tTP, which is an intake air amount that can obtain a target torque commensurate with APS and Ne, is obtained, and a value obtained by dividing this by the target equivalent ratio tDML is calculated as a target intake air amount tTP ′. Then, a predetermined map is retrieved from the target intake air amount tTP ′ and the engine speed Ne to obtain the target throttle valve opening tTPS, and the intake throttle valve 3 is controlled so as to coincide with the target throttle valve opening tTPS. To do.

また、エアフローメータ34により検出される単位時間当たりの吸入空気量Qaとエンジン回転速度とから理論空燃比における1吸気行程当たりの吸入空気量に対応する基本値量噴射パルス幅TPを演算し、これに目標当量比tDMLを乗じた値を実行燃料噴射パルス幅TEとして演算し、これに無効パルス幅TSを加えて最終的な燃料噴射パルス幅TIとし、所定の時期にこの値TIの期間、燃料インジェクタ21を開弁する。   Further, a basic value amount injection pulse width TP corresponding to the intake air amount per intake stroke at the stoichiometric air-fuel ratio is calculated from the intake air amount Qa per unit time detected by the air flow meter 34 and the engine speed, Is multiplied by the target equivalent ratio tDML as the effective fuel injection pulse width TE, and the invalid fuel pulse width TS is added to this value to obtain the final fuel injection pulse width TI. The injector 21 is opened.

こうした吸入空気量と燃料噴射量の制御を行うエンジンを前提として、本発明では上記の過給機12と空気インジェクタ14とを次のように制御する。すなわち、上記過給タンク13内の圧力は空気インジェクタ14により燃焼室8内に空気噴射する時点において、好ましい圧力(目標過給圧)に調整されている必要があるため、エンジンコントロールモジュール31では圧力センサ15からの信号に基づいて過給タンク13内の圧力制御を行う。例えば過給タンク13内の実際の圧力が目標過給圧より低いときには、電動過給機12を作動させて実際の圧力を目標過給圧へと高めると共に、過給タンク13内の実際の圧力が目標過給圧より高いときには、図示しないリリーフバルブを開いて過給タンク13内の空気を大気へと逃し、過給タンク13内の実際の圧力を目標過給圧へと戻すようにする。   On the premise of the engine that controls the intake air amount and the fuel injection amount, the supercharger 12 and the air injector 14 are controlled as follows in the present invention. That is, since the pressure in the supercharging tank 13 needs to be adjusted to a preferable pressure (target supercharging pressure) at the time when air is injected into the combustion chamber 8 by the air injector 14, the pressure in the engine control module 31 is Based on the signal from the sensor 15, the pressure in the supercharging tank 13 is controlled. For example, when the actual pressure in the supercharging tank 13 is lower than the target supercharging pressure, the electric supercharger 12 is operated to increase the actual pressure to the target supercharging pressure, and the actual pressure in the supercharging tank 13 is increased. Is higher than the target supercharging pressure, a relief valve (not shown) is opened to release the air in the supercharging tank 13 to the atmosphere, and the actual pressure in the supercharging tank 13 is returned to the target supercharging pressure.

一方、上記の目標吸入空気量tTP’と、エアフローメータ34により検出される実際の吸入空気量Qa(目標吸入空気量tTP’が1サイル1シリンダ当たりの量であればこの吸入空気量Qaも同じ単位に換算する必要がある)との差を不足空気量ΔQ(=tTP’−Qa)として算出し、この不足空気量ΔQと、圧力センサ15により検出される過給タンク13内の圧力とから空気噴射パルス幅を決定し、図2に示したように吸気弁7が閉じた直後からこの空気噴射パルス幅のあいだ空気インジェクタ14を開く。   On the other hand, if the target intake air amount tTP ′ is the same as the actual intake air amount Qa detected by the air flow meter 34 (the target intake air amount tTP ′ is an amount per cylinder per cylinder, this intake air amount Qa is also the same. And the difference from the unit (which needs to be converted into a unit) is calculated as an insufficient air amount ΔQ (= tTP′−Qa), and from the insufficient air amount ΔQ and the pressure in the supercharging tank 13 detected by the pressure sensor 15. The air injection pulse width is determined, and the air injector 14 is opened during the air injection pulse width immediately after the intake valve 7 is closed as shown in FIG.

ここで、本実施形態の作用を説明する。   Here, the operation of the present embodiment will be described.

本実施形態では、定常状態の途中でアクセルペダルが急激に一杯にまで踏み込まれたとき(急加速時)に、目標吸入空気量が定常状態での値tTP’1からアクセルペダルを踏み込んだ状態に対応する値tTP’2へとステップ的に大きくなった場合を考える。アクセルペダル操作量APSに即座に応動して吸気絞り弁3が全開位置まで開かれたとすると、エアフローメータ34位置での吸入空気量も定常状態での値Qa1から吸気絞り弁3の全開位置に対応する値Qa2へと応答遅れをもって大きくなる。   In the present embodiment, when the accelerator pedal is suddenly depressed to the full during the steady state (during rapid acceleration), the target intake air amount is depressed from the value tTP′1 in the steady state. Consider a case where the corresponding value tTP′2 increases stepwise. If the intake throttle valve 3 is opened to the fully open position immediately in response to the accelerator pedal operation amount APS, the intake air amount at the air flow meter 34 position also corresponds to the fully open position of the intake throttle valve 3 from the value Qa1 in the steady state. The value Qa2 increases with a response delay.

しかしながら、エアフローメータ34の位置は吸気絞り弁3の上流であるためエアフローメータ34位置から燃焼室8までの吸気通路2には大きな空気容積が存在するために燃焼室8内に流れ込む吸入空気量はしばらく定常時の値Qa1のままであり、tTP’2からこのQa1を差し引いた空気量分が燃焼室8内に不足する。   However, since the position of the air flow meter 34 is upstream of the intake throttle valve 3, and there is a large air volume in the intake passage 2 from the position of the air flow meter 34 to the combustion chamber 8, the amount of intake air flowing into the combustion chamber 8 is The value Qa1 at the steady state remains for a while, and the amount of air obtained by subtracting this Qa1 from tTP′2 is insufficient in the combustion chamber 8.

このとき、エアフローメータ34により検出される吸入空気量Qa(≒Qa1)が目標吸入空気量tTP’(=tTP’2)より小さいとみれば、その差の空気量ΔQ(=tTP’2−Qa1)が、エンジンコントロールモジュール31からの指令を受ける空気インジェクタ14より燃焼室8内に即座に噴射供給される。すなわち、目標吸入空気量tTP’と同量の吸入空気量(=Qa1+ΔQ=tTP’2)を燃焼室8内に供給できることから、アクセルペダルが急激に踏み込まれる急加速時においても本実施形態によれば即座にそのときのアクセル操作量APS、エンジン回転速度Neに見合った目標トルクが得られ、これにより加速レスポンスが向上する。   At this time, if it is considered that the intake air amount Qa (≈Qa1) detected by the air flow meter 34 is smaller than the target intake air amount tTP ′ (= tTP′2), the difference air amount ΔQ (= tTP′2−Qa1). ) Is immediately injected into the combustion chamber 8 from the air injector 14 that receives a command from the engine control module 31. In other words, since the intake air amount (= Qa1 + ΔQ = tTP′2) equal to the target intake air amount tTP ′ can be supplied into the combustion chamber 8, the present embodiment can be used even during sudden acceleration when the accelerator pedal is suddenly depressed. For example, a target torque commensurate with the accelerator operation amount APS and the engine rotational speed Ne at that time is immediately obtained, thereby improving the acceleration response.

これに対して、上記の特開平9−287513号公報に記載の技術では第2の吸気通路11を備えないので、エアフローメータ34により検出される吸入空気量Qaが目標吸入空気量tTP’より小さければ、燃焼室8内にその差の分の空気量(tTP’−Qa)が不足することになり、そのときのアクセル操作量APS、エンジン回転速度Neに見合った目標トルクが得られないのである。   On the other hand, since the second intake passage 11 is not provided in the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-287513, the intake air amount Qa detected by the air flow meter 34 must be smaller than the target intake air amount tTP ′. For example, the amount of air (tTP′−Qa) corresponding to the difference is insufficient in the combustion chamber 8, and the target torque corresponding to the accelerator operation amount APS and the engine rotational speed Ne at that time cannot be obtained. .

このように本実施形態(請求項1に記載の発明)によれば、エンジンの燃焼室8に接続される第2の吸気通路11を新たに設け、この第2の吸気通路11に、過給機12と、過給タンク13と、空気インジェクタ14とを備えるので、従来からあるターボチャージャやスーパーチャージャで第1の吸気通路2の空気を加圧する技術では解決できなかった加速時のレスポンス遅れを解決できることになった。
また、空気インジェクタ14を、アクセル操作量に応じた目標吸入空気量tTP'に対して第1の吸気通路2からの吸入空気量Qaが足りない場合に駆動するため、過給機12を常時作動させる必要がなく、不足する空気のみ加圧すればよいので、過給の効率を良くすることができる。
Thus, according to the present embodiment (the invention described in claim 1 ), the second intake passage 11 connected to the combustion chamber 8 of the engine is newly provided, and the second intake passage 11 is supercharged. a machine 12, a supercharge tank 13, so includes an air injector 1 4, turbocharger or supercharger with the first response delay at the time of acceleration that could not be solved in an air intake passage 2 by pressurizing technique is conventional Could be solved.
Further, since the air injector 14 is driven when the intake air amount Qa from the first intake passage 2 is insufficient with respect to the target intake air amount tTP ′ corresponding to the accelerator operation amount, the supercharger 12 is always operated. Since it is not necessary to pressurize only the insufficient air, it is possible to improve the efficiency of supercharging.

本実施形態(請求項に記載の発明)によれば、空気インジェクタ14を開弁するタイミングである所定の時期は吸気弁7が閉じているときであるので、燃焼室8内に噴射した空気が、開いている吸気弁7から吸気ポート6へと逆流するのを防ぐことができる。 According to the present embodiment (the invention described in claim 2 ), since the predetermined timing, which is the timing for opening the air injector 14, is when the intake valve 7 is closed, the air injected into the combustion chamber 8 However, it is possible to prevent a reverse flow from the open intake valve 7 to the intake port 6.

実施形態では、燃料インジェクタ21を吸気ポート6に臨んで設けているが、これに限定されるものでなく例えば燃焼室8内に直接臨んで設けても構わない。   In the embodiment, the fuel injector 21 is provided facing the intake port 6. However, the present invention is not limited to this, and for example, the fuel injector 21 may be provided directly facing the combustion chamber 8.

上記の空気インジェクタ14は燃焼室8の上面8aに設けているが、これに限られるものでない。例えば燃焼室8内に直接的に燃料を噴射供給するエンジンでは燃料インジェクタを吸気ポート6近くのシリンダ面8b(図1では左側のシリンダ面)に臨んで設けているが、この燃料インジェクタに代えて空気インジェクタを設けることができる。また、燃焼室8内に直接的に燃料を噴射供給するするエンジンとして用いるときには、燃料インジェクタの近くに空気インジェクタを設けることができる。さらに、図1で右側のシリンダ面に臨んで設けることもできる。   The air injector 14 is provided on the upper surface 8a of the combustion chamber 8, but is not limited thereto. For example, in an engine that directly injects fuel into the combustion chamber 8, the fuel injector is provided facing the cylinder surface 8b (the left cylinder surface in FIG. 1) near the intake port 6, but this fuel injector is replaced. An air injector can be provided. Further, when used as an engine for directly injecting and supplying fuel into the combustion chamber 8, an air injector can be provided in the vicinity of the fuel injector. Furthermore, it can also be provided facing the right cylinder surface in FIG.

実施形態では、加速時の燃焼室8への空気の供給遅れを第2の吸気通路11からの空気供給で補填する場合で説明したが、空気インジェクタ14により空気を燃焼室8内に直接的に噴射供給する構成であるため、この空気インジェクタ14を燃焼室8内にガス流動を生じさせるために用いることができる。この場合に空気を噴射供給する所定の時期は吸気弁7が閉じたときに限定する必要はなく吸気弁7が閉じる直前であってもよい。また、過給タンク13に燃焼室8内の圧力に対向して空気インジェクタ14より空気噴射するだけの圧力がないときには空気インジェクタ14よる噴射供給を中止することが望ましい(請求項に記載の発明)。 In the embodiment, the case where the delay in supplying the air to the combustion chamber 8 at the time of acceleration is compensated by the air supply from the second intake passage 11 has been described. However, the air is directly introduced into the combustion chamber 8 by the air injector 14. because it is injecting and supplying arrangement, Ru can be used to produce a gas flow to the air injector 14 into the combustion chamber 8. In this case, the predetermined time for injecting and supplying air need not be limited to when the intake valve 7 is closed, but may be immediately before the intake valve 7 is closed. Further, when the supercharging tank 13 does not have the pressure to inject air from the air injector 14 in opposition to the pressure in the combustion chamber 8, it is desirable to stop the injection supply by the air injector 14 (the invention according to claim 3 ). ).

実施形態では、L−ジェトロニック方式のガソリン噴射エンジンで説明したが、D−ジェトロニック方式のガソリン噴射エンジンにも適用できる。   In the embodiment, the L-Jetronic gasoline injection engine has been described, but the present invention can also be applied to a D-Jetronic gasoline injection engine.

本発明の第1実施形態の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of the present invention. 急加速時の作用を説明するための波形図。The wave form diagram for demonstrating the effect | action at the time of sudden acceleration.

符号の説明Explanation of symbols

2 第1の吸気通路
3 吸気絞り弁
5 吸気コレクタ
7 吸気弁
8 燃焼室
11 第2の吸気通路
12 過給機
13 過給タンク
14 空気インジェクタ(空気供給装置)
31 エンジンコントロールモジュール
2 First intake passage 3 Intake throttle valve 5 Intake collector 7 Intake valve 8 Combustion chamber 11 Second intake passage 12 Supercharger 13 Supercharged tank 14 Air injector (air supply device)
31 Engine control module

Claims (3)

エンジンの燃焼室に接続される吸気通路を第1の吸気通路と第2の吸気通路との2つの独立した通路で構成し、
前記第1の吸気通路には、
第1の吸気通路の上流側にあって吸気を絞る吸気絞り弁と、
この吸気絞り弁の下流にあって空気を蓄える吸気コレクタと、
第1の吸気通路の燃焼室への開口部に位置して第1の吸気通路の燃焼室への連通及び遮断をする吸気弁とを備え、
前記第2の吸気通路には、
空気を加圧する過給機と、
この加圧された空気を大気圧を超える圧力で蓄える過給タンクと、
第2の吸気通路の燃焼室への開口部に位置して常時は第2の吸気通路の燃焼室への接続を遮断し、アクセル操作量に応じた目標吸入空気量に対して前記第1の吸気通路からの吸入空気量が足りないときの所定の時期に、指令値に応動して加圧空気を燃焼室内に噴射供給する空気インジェクタと、
を備えることを特徴とする筒内過給エンジン。
An intake passage connected to the combustion chamber of the engine is composed of two independent passages, a first intake passage and a second intake passage,
In the first intake passage,
An intake throttle valve that is upstream of the first intake passage and throttles intake air;
An intake collector downstream of the intake throttle valve for storing air;
An intake valve located at an opening to the combustion chamber of the first intake passage and communicating with and blocking the combustion chamber of the first intake passage;
In the second intake passage,
A supercharger that pressurizes the air;
A supercharging tank that stores this pressurized air at a pressure exceeding atmospheric pressure,
Located at the opening of the second intake passage to the combustion chamber, the connection of the second intake passage to the combustion chamber is normally cut off, and the first intake air amount corresponding to the accelerator operation amount is compared with the first intake air amount. An air injector that injects pressurized air into the combustion chamber in response to the command value at a predetermined time when the amount of intake air from the intake passage is insufficient ;
An in-cylinder supercharged engine comprising:
前記所定の時期は前記吸気弁が閉じているときである
ことを特徴とする請求項1に記載の筒内過給エンジン。
The in-cylinder supercharging engine according to claim 1, wherein the predetermined time is when the intake valve is closed .
前記過給タンクに前記燃焼室内の圧力に対向して前記空気インジェクタより空気噴射するだけの圧力がないときには前記空気インジェクタよる噴射供給を中止する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の筒内過給エンジン。
According to claim 1 or 2 wherein in the absence of pressure by air injected from the air injector in opposition to the pressure of the combustion chamber to supercharge tank is characterized <br/> to abort the injection supply by the air injector The in-cylinder supercharged engine described in 1.
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