JPH0571766B2 - - Google Patents
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- JPH0571766B2 JPH0571766B2 JP58139839A JP13983983A JPH0571766B2 JP H0571766 B2 JPH0571766 B2 JP H0571766B2 JP 58139839 A JP58139839 A JP 58139839A JP 13983983 A JP13983983 A JP 13983983A JP H0571766 B2 JPH0571766 B2 JP H0571766B2
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- fuel
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- engine
- combustion chamber
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B17/00—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
- F02B31/08—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets
- F02B31/085—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets having two inlet valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
- F02M69/04—Injectors peculiar thereto
- F02M69/042—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit
- F02M69/044—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit for injecting into the intake conduit downstream of an air throttle valve
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
- F02B2031/006—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air intake valves
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、燃料をエンジンの点火プラグに向け
て送る層状給気エンジンに関するものである。
て送る層状給気エンジンに関するものである。
（従来技術）
従来の一般的な火花点火式エンジン（ガソリン
エンジン）では、スロツトルバルブによつて吸入
空気量を調節し、かつ、吸入空気量に応じた量の
燃料を供給して空気と均一に混合させ、燃焼室内
で点火プラグにより着火させるようにしている。
このようなエンジンにおいて出力および燃費を向
上する手段としては、例えば実開昭54−56006号
公報にみられるように、圧縮行程で燃焼室内に圧
縮空気を供給して旋回流を助長させ、燃焼速度を
高めるようにしたものなどが知られている。
エンジン）では、スロツトルバルブによつて吸入
空気量を調節し、かつ、吸入空気量に応じた量の
燃料を供給して空気と均一に混合させ、燃焼室内
で点火プラグにより着火させるようにしている。
このようなエンジンにおいて出力および燃費を向
上する手段としては、例えば実開昭54−56006号
公報にみられるように、圧縮行程で燃焼室内に圧
縮空気を供給して旋回流を助長させ、燃焼速度を
高めるようにしたものなどが知られている。
ところで、少なくともエンジン低負荷時には、
点火プラグ付近に着火可能な空燃比の混合気が存
在すれば、燃焼室内の他の部分おいて燃料が希薄
であつても充分に燃焼は可能であり、エンジンを
作動させることができる。このような点に着目
し、大幅な燃費の向上を図る手段として、特開昭
49−62807号公報に示されるように、点火時期に
対応した所定時期に燃料を点火プラグに向けて噴
射させるようにした、いわゆる層状給気エンジン
が知られている。このエンジンによると、点火プ
ラグ付近に所要の空燃比を与える燃料が供給され
る限り、希薄燃焼が可能となるとともに、空気が
過剰に供給されても差し支えないので低負荷時に
スロツトルバルブの開度を大きくし、またはスロ
ツトルバルブを省略することができ、これにより
低負荷時のポンピングロスを低減することができ
る。その結果、大幅な燃費の向上が可能となる。
点火プラグ付近に着火可能な空燃比の混合気が存
在すれば、燃焼室内の他の部分おいて燃料が希薄
であつても充分に燃焼は可能であり、エンジンを
作動させることができる。このような点に着目
し、大幅な燃費の向上を図る手段として、特開昭
49−62807号公報に示されるように、点火時期に
対応した所定時期に燃料を点火プラグに向けて噴
射させるようにした、いわゆる層状給気エンジン
が知られている。このエンジンによると、点火プ
ラグ付近に所要の空燃比を与える燃料が供給され
る限り、希薄燃焼が可能となるとともに、空気が
過剰に供給されても差し支えないので低負荷時に
スロツトルバルブの開度を大きくし、またはスロ
ツトルバルブを省略することができ、これにより
低負荷時のポンピングロスを低減することができ
る。その結果、大幅な燃費の向上が可能となる。
このように点火プラグに向けて燃料が噴射され
る層状給気エンジンでは、低負荷時に、着火性の
向上のため、できるだけ上記燃料の霧化、気化を
促進することが望まれている。
る層状給気エンジンでは、低負荷時に、着火性の
向上のため、できるだけ上記燃料の霧化、気化を
促進することが望まれている。
（発明の目的）
本発明はこのような事情に鑑み、少なくとも低
負荷時の所定のタイミングで燃料を点火プラグに
向けて噴射するようにした層状給気エンジンにお
いて、点火プラグ付近に燃料を多く偏在させる層
状化作用を高めつつ、燃料の気化、霧化を促進
し、着火性を向上することを目的とするものであ
る。
負荷時の所定のタイミングで燃料を点火プラグに
向けて噴射するようにした層状給気エンジンにお
いて、点火プラグ付近に燃料を多く偏在させる層
状化作用を高めつつ、燃料の気化、霧化を促進
し、着火性を向上することを目的とするものであ
る。
（発明の構成）
本発明の層状給気エンジンは、それぞれエンジ
ンの燃焼室に開口する一次吸気通路および二次吸
気通路を備え、上記二次吸気通路に低負荷時に閉
じるスワール調節弁を設けて、このスワール調節
弁が閉じているときに上記一次吸気通路からの吸
気によつて燃焼室内にスワールが生成されるよう
にし、一方、燃焼室の略中央に点火プラグを配置
し、この点火プラグに向けて燃料を噴射する燃料
噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射燃料に空気を
混入する空気噴射弁とを配設するとともに、エン
ジンの負荷状態を検出する負荷検出手段と、エン
ジンのクランク角を検出するクランク角検出手段
と、上記負荷検出手段とクランク角検出手段との
出力を受け、エンジン低負荷時、吸気行程後半か
ら圧縮行程の所定の時期に上記燃料噴射弁および
空気噴射弁を制御して、燃料と空気とを燃焼室に
供給する制御手段とを備えている。上記燃料噴射
弁および空気噴射弁は、上記要件を満足する限
り、燃焼室に設けておいてもよいし、燃焼室近傍
の吸気ポートに設けておいてもよい。
ンの燃焼室に開口する一次吸気通路および二次吸
気通路を備え、上記二次吸気通路に低負荷時に閉
じるスワール調節弁を設けて、このスワール調節
弁が閉じているときに上記一次吸気通路からの吸
気によつて燃焼室内にスワールが生成されるよう
にし、一方、燃焼室の略中央に点火プラグを配置
し、この点火プラグに向けて燃料を噴射する燃料
噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射燃料に空気を
混入する空気噴射弁とを配設するとともに、エン
ジンの負荷状態を検出する負荷検出手段と、エン
ジンのクランク角を検出するクランク角検出手段
と、上記負荷検出手段とクランク角検出手段との
出力を受け、エンジン低負荷時、吸気行程後半か
ら圧縮行程の所定の時期に上記燃料噴射弁および
空気噴射弁を制御して、燃料と空気とを燃焼室に
供給する制御手段とを備えている。上記燃料噴射
弁および空気噴射弁は、上記要件を満足する限
り、燃焼室に設けておいてもよいし、燃焼室近傍
の吸気ポートに設けておいてもよい。
（実施例）
第１図は本発明を４気筒４サイクルエンジンに
適用した場合の一実施例を概略的に示し、第２図
はこのエンジンの燃焼室部分とその近傍の具体的
構造を示す。これらの図において、１はエンジン
本体、２は吸気管３および吸気マニホールド４か
らなる吸気通路、５は吸気通路２の上流部に設け
られたエアクリーナ、６は排気マニホールドであ
る。エンジン本体１の各気筒の燃焼室７に対して
それぞれ一次吸気通路８と二次吸気通路９とが吸
気マニホールド４に設けられ、上記二次吸気通路
９には、この通路９の開度を調節するスワール調
節弁１０が設けられている。このスワール調節弁
１０の作動は、後述する制御ユニツト４０によ
り、アクチユエータ１１を介して制御され、低負
荷時に閉じられる。そして、このスワール調節弁
１０が閉じているときに上記一次吸気通路８から
の吸気によつて燃焼室７内にスワールが生成され
るようになつている。
適用した場合の一実施例を概略的に示し、第２図
はこのエンジンの燃焼室部分とその近傍の具体的
構造を示す。これらの図において、１はエンジン
本体、２は吸気管３および吸気マニホールド４か
らなる吸気通路、５は吸気通路２の上流部に設け
られたエアクリーナ、６は排気マニホールドであ
る。エンジン本体１の各気筒の燃焼室７に対して
それぞれ一次吸気通路８と二次吸気通路９とが吸
気マニホールド４に設けられ、上記二次吸気通路
９には、この通路９の開度を調節するスワール調
節弁１０が設けられている。このスワール調節弁
１０の作動は、後述する制御ユニツト４０によ
り、アクチユエータ１１を介して制御され、低負
荷時に閉じられる。そして、このスワール調節弁
１０が閉じているときに上記一次吸気通路８から
の吸気によつて燃焼室７内にスワールが生成され
るようになつている。
各気筒の燃焼室７には、一次吸気通路８に連通
する一次吸気ポート１３と、二次吸気通路９に連
通する二次吸気ポート１４と、排気ポート１５と
が開口し、これらのポート１３，１４，１５の開
口部に、図外の動弁機構によつてそれぞれ所定の
タイミングで開閉作動される一次側吸気弁１６、
二次側吸気弁１７および排気弁１８が装備されて
いる。また、燃焼室７内には、点火プラグ２０が
設けられるとともに、燃料噴射弁２１および空気
噴射弁２２が配設されている。上記点火プラグ２
０は燃焼室７の略中央に配置され、上記燃料噴射
弁２１は点火プラグ２０に向けて燃料を噴射する
ように配置されている。また、空気噴射弁２２
は、燃料噴射弁２１に近接して配置され、かつ、
噴射空気が燃料噴射弁２１からの噴射燃料に混入
するように所定の向きに設けられている。なお、
第１図では作図の便宜上、右端の気筒に対しての
み燃料噴射弁２１および空気噴射弁２２の配置を
明らかにしたが、他の気筒にも同様にそれぞれ燃
料噴射弁２１および空気噴射弁２２が配置されて
いる。
する一次吸気ポート１３と、二次吸気通路９に連
通する二次吸気ポート１４と、排気ポート１５と
が開口し、これらのポート１３，１４，１５の開
口部に、図外の動弁機構によつてそれぞれ所定の
タイミングで開閉作動される一次側吸気弁１６、
二次側吸気弁１７および排気弁１８が装備されて
いる。また、燃焼室７内には、点火プラグ２０が
設けられるとともに、燃料噴射弁２１および空気
噴射弁２２が配設されている。上記点火プラグ２
０は燃焼室７の略中央に配置され、上記燃料噴射
弁２１は点火プラグ２０に向けて燃料を噴射する
ように配置されている。また、空気噴射弁２２
は、燃料噴射弁２１に近接して配置され、かつ、
噴射空気が燃料噴射弁２１からの噴射燃料に混入
するように所定の向きに設けられている。なお、
第１図では作図の便宜上、右端の気筒に対しての
み燃料噴射弁２１および空気噴射弁２２の配置を
明らかにしたが、他の気筒にも同様にそれぞれ燃
料噴射弁２１および空気噴射弁２２が配置されて
いる。
上記燃料噴射弁２１は燃料噴射ポンプ２３に接
続されている。この燃料噴射ポンプ２３はタイミ
ングベルト２４およびプーリ２５，２６を介して
エンジンのクランク軸２７により駆動され、各気
筒の燃料噴射弁２１にそれぞれ燃料を供給して噴
射させるようにし、かつ、その噴射開始時期およ
び噴射終了時期を電気的な制御信号に応じて調節
することができる構造となつている。また、空気
噴射弁２２は空気リザーバ２９を介して空気ポン
プ３０に接続され、この空気ポンプ３０は、ベル
ト３１およびプーリ３２，３３を介して上記クラ
ンク軸２７により駆動されるようにしている。図
では、エンジン始動時に空気リザーバ２９内の圧
力上昇を促進するため、空気リザーバ２９と空気
ポンプ３０との間に空気リターン通路３４を設
け、この空気リターン通路３４に、エンジン始動
時に開閉作動されるリサイクルバルブ３５が設け
られている。３６は空気ポンプ３０への空気導入
用通路３７に設けられたチエツクバルブ、３８は
空気リリーフ用通路３９に設けられたリリーフ弁
である。
続されている。この燃料噴射ポンプ２３はタイミ
ングベルト２４およびプーリ２５，２６を介して
エンジンのクランク軸２７により駆動され、各気
筒の燃料噴射弁２１にそれぞれ燃料を供給して噴
射させるようにし、かつ、その噴射開始時期およ
び噴射終了時期を電気的な制御信号に応じて調節
することができる構造となつている。また、空気
噴射弁２２は空気リザーバ２９を介して空気ポン
プ３０に接続され、この空気ポンプ３０は、ベル
ト３１およびプーリ３２，３３を介して上記クラ
ンク軸２７により駆動されるようにしている。図
では、エンジン始動時に空気リザーバ２９内の圧
力上昇を促進するため、空気リザーバ２９と空気
ポンプ３０との間に空気リターン通路３４を設
け、この空気リターン通路３４に、エンジン始動
時に開閉作動されるリサイクルバルブ３５が設け
られている。３６は空気ポンプ３０への空気導入
用通路３７に設けられたチエツクバルブ、３８は
空気リリーフ用通路３９に設けられたリリーフ弁
である。
また、４０は各種制御のための制御ユニツトで
あり、例えば第３図に示すようにマイクロコンピ
ユータを用いた制御部４１および各種変換器４２
〜４５を含んでいる。上記制御部４１には、アク
セル開度センサ５１からＡ／Ｄ変換器４２を介し
てアクセル開度信号が入力されるとともに、クラ
ンク角センサ５２からＦ／Ｖ（周波数−電圧）変
換器４３およびＡ／Ｄ変換器４４を介してエンジ
ン回転数信号が入力され、このアクセル開度とエ
ンジン回転数とで負荷状態が検出されるように
し、また、クランク角センサ５２からクランク角
信号が入力されている。さらに、後述する始動時
の制御のため、前記空気リザーバ２９内の圧力を
検出する圧力センサ５３からＡ／Ｄ変換器４５を
介して与えられる圧力信号と、スタートセンサ５
４から与えられるインタラプト（割り込み信号）
としてのスタート信号も上記制御部４１に入力さ
れている。上記制御部４１は、燃料噴射弁２１か
らの燃料噴射および空気噴射弁２２からの空気噴
射を制御する制御手段としての機能を有し、直接
には燃料噴射ポンプ２３の作動および空気噴射弁
２２の開閉作動を制御している。また、前記スワ
ール調節弁１０のアクチユエータ１１および前記
リサイクルバルブ３５も上記制御部４１によつて
制御している。
あり、例えば第３図に示すようにマイクロコンピ
ユータを用いた制御部４１および各種変換器４２
〜４５を含んでいる。上記制御部４１には、アク
セル開度センサ５１からＡ／Ｄ変換器４２を介し
てアクセル開度信号が入力されるとともに、クラ
ンク角センサ５２からＦ／Ｖ（周波数−電圧）変
換器４３およびＡ／Ｄ変換器４４を介してエンジ
ン回転数信号が入力され、このアクセル開度とエ
ンジン回転数とで負荷状態が検出されるように
し、また、クランク角センサ５２からクランク角
信号が入力されている。さらに、後述する始動時
の制御のため、前記空気リザーバ２９内の圧力を
検出する圧力センサ５３からＡ／Ｄ変換器４５を
介して与えられる圧力信号と、スタートセンサ５
４から与えられるインタラプト（割り込み信号）
としてのスタート信号も上記制御部４１に入力さ
れている。上記制御部４１は、燃料噴射弁２１か
らの燃料噴射および空気噴射弁２２からの空気噴
射を制御する制御手段としての機能を有し、直接
には燃料噴射ポンプ２３の作動および空気噴射弁
２２の開閉作動を制御している。また、前記スワ
ール調節弁１０のアクチユエータ１１および前記
リサイクルバルブ３５も上記制御部４１によつて
制御している。
上記制御部１内には、予め種々の運転状態にお
ける燃料と空気の各噴射開始時期および各噴射終
了時期がデータマツプとして記憶され、少なくと
も低負荷時に吸気行程後半ないし圧縮行程で燃料
および空気が噴射されるように噴射時期が設定さ
れている。例えば第４図に示すような特性で上記
時期が制御されるように上記マツプが作成されて
いる。すなわち、第４図において、FsおよびFe
はそれぞれ燃料の噴射開始時期および噴射終了時
期、AsおよびAeはそれぞれ空気の噴射開始時期
および噴射終了時期を示し、Ｉは点火時期を示
す。この図のように、低負荷領域では圧縮行程後
半で燃料および空気が噴射され、これらの噴射終
了時期Fe，Aeが点火時期Ｉにほぼ一致するよう
にしている。そして、燃料および空気の噴射量は
噴射期間に依存するので、負荷に応じた適当な噴
射量が得られるように、燃料および空気の噴射開
始時期Fs，Asが設定されている。なお、高負荷
時の制御については本発明で限定しないが、燃料
噴射量が増加される高負荷時には、層状給気の必
要がなく、むしろ空気利用率を高めて出力を向上
させるには燃料を分散させた状態で着火する方が
望ましい。このため、図示の特性では負荷がある
程度高くなると燃料および空気の噴射時期を早
め、高負荷領域では吸気行程の前半に燃料が噴射
されるようにしている。また、このような高負荷
時には、一次、二次の両吸気通路８，９から供給
される空気によつて充分に燃料の気化、霧化が促
進されるので、不必要に余分な空気が噴射される
ことを避けるため、高負荷領域では空気噴射弁２
２からの空気噴射量を減少させるようにしてい
る。
ける燃料と空気の各噴射開始時期および各噴射終
了時期がデータマツプとして記憶され、少なくと
も低負荷時に吸気行程後半ないし圧縮行程で燃料
および空気が噴射されるように噴射時期が設定さ
れている。例えば第４図に示すような特性で上記
時期が制御されるように上記マツプが作成されて
いる。すなわち、第４図において、FsおよびFe
はそれぞれ燃料の噴射開始時期および噴射終了時
期、AsおよびAeはそれぞれ空気の噴射開始時期
および噴射終了時期を示し、Ｉは点火時期を示
す。この図のように、低負荷領域では圧縮行程後
半で燃料および空気が噴射され、これらの噴射終
了時期Fe，Aeが点火時期Ｉにほぼ一致するよう
にしている。そして、燃料および空気の噴射量は
噴射期間に依存するので、負荷に応じた適当な噴
射量が得られるように、燃料および空気の噴射開
始時期Fs，Asが設定されている。なお、高負荷
時の制御については本発明で限定しないが、燃料
噴射量が増加される高負荷時には、層状給気の必
要がなく、むしろ空気利用率を高めて出力を向上
させるには燃料を分散させた状態で着火する方が
望ましい。このため、図示の特性では負荷がある
程度高くなると燃料および空気の噴射時期を早
め、高負荷領域では吸気行程の前半に燃料が噴射
されるようにしている。また、このような高負荷
時には、一次、二次の両吸気通路８，９から供給
される空気によつて充分に燃料の気化、霧化が促
進されるので、不必要に余分な空気が噴射される
ことを避けるため、高負荷領域では空気噴射弁２
２からの空気噴射量を減少させるようにしてい
る。
さらに上記制御部４１内には、予め種々の負荷
状態におけるスワール調節弁１０の開度がデータ
マツプとして記憶され、低負荷時に前記スワール
調節弁１０を閉じ、負荷が高くなるとそれに応じ
た開度にスワール調節弁１０を開くように、上記
マツプが作成されている。
状態におけるスワール調節弁１０の開度がデータ
マツプとして記憶され、低負荷時に前記スワール
調節弁１０を閉じ、負荷が高くなるとそれに応じ
た開度にスワール調節弁１０を開くように、上記
マツプが作成されている。
上記制御ユニツト４０によつて実行される制御
をフローチヤートで示すと第５図および第６図の
ようになる。
をフローチヤートで示すと第５図および第６図の
ようになる。
第５図に示すメインルーチンにおいては、先ず
負荷状態を決定するアクセル開度Ａとエンジン回
転数Ｒの各検出信号が入力され（ステツプX1）、
この信号に基づき、予め前記の第４図に示す特性
を与えるように設定されたマツプから、その時の
負荷状態に応じた燃料と空気の各噴射開始時期
As，Fsおよび各噴射終了時期Ae，Feが演算され
る（ステツプX2、X3）。次に、クランク角θの検
出信号を繰返し入力しつつクランク角θが上記噴
射開始時期As，Fsに達するのを待つてから、燃
料および空気の噴射を開始する制御が行われる
（ステツプX4〜X6）。引続いて、クランク角θの
検出信号を繰返し入力しつつクランク角θが上記
噴射終了時期Ae，Feに達するのを待つてから、
燃料および空気の噴射を終了する制御が行われる
（ステツプX7〜X9）。さらに、上記アクセル開度
Ａとエンジン回転数Ｒとに応じて、前記スワール
調節弁１０の開度（Ｓ弁開度）S0が演算され、こ
の開度S0を与える制御信号が前記アクチユエータ
１１に出力される（ステツプX10、X11）。その後
ステツプX1に戻り、以上のフローが繰返される
ようにしている。
負荷状態を決定するアクセル開度Ａとエンジン回
転数Ｒの各検出信号が入力され（ステツプX1）、
この信号に基づき、予め前記の第４図に示す特性
を与えるように設定されたマツプから、その時の
負荷状態に応じた燃料と空気の各噴射開始時期
As，Fsおよび各噴射終了時期Ae，Feが演算され
る（ステツプX2、X3）。次に、クランク角θの検
出信号を繰返し入力しつつクランク角θが上記噴
射開始時期As，Fsに達するのを待つてから、燃
料および空気の噴射を開始する制御が行われる
（ステツプX4〜X6）。引続いて、クランク角θの
検出信号を繰返し入力しつつクランク角θが上記
噴射終了時期Ae，Feに達するのを待つてから、
燃料および空気の噴射を終了する制御が行われる
（ステツプX7〜X9）。さらに、上記アクセル開度
Ａとエンジン回転数Ｒとに応じて、前記スワール
調節弁１０の開度（Ｓ弁開度）S0が演算され、こ
の開度S0を与える制御信号が前記アクチユエータ
１１に出力される（ステツプX10、X11）。その後
ステツプX1に戻り、以上のフローが繰返される
ようにしている。
このような制御により、低負荷時には、圧縮行
程後半の所定時期に燃料噴射弁２１から点火プラ
グ２０に設けて燃料が噴射され、主に点火プラグ
付近に燃料が供給されて燃焼室７の他の部分では
燃料が希薄な状態で点火が行われる。従つて、少
ない燃料でも着火、燃焼が可能となつてエンジン
を作動させることができる。また、この場合に一
次吸気通路８から燃焼室７に空気が過剰に供給さ
れても差し支えないので、図ではスロツトルバル
ブを省略して一次吸気通路８からの吸気は制限し
ないようにし、これによつてポンピングロスを低
減している。そして、このように燃料が点火プラ
グ２０に向けて噴射されるとき、これにあわせて
空気噴射弁２２から空気が噴射され、この空気が
噴射燃料に混入して短時間で効率良く燃料の霧
化、気化が行われる。また、一次吸気通路８から
の吸気によつて燃焼室内に生成されるスワールに
より燃料の気化、霧化が促進されるとともに、ス
ワールの内側の燃焼室中央部に位置する点火プラ
グに向けて燃料が噴射されることにより、点火プ
ラグ付近に燃料を多く偏在させる層状化が良好に
達成され、上記空気噴射による作用と相俟つて着
火性が向上される。
程後半の所定時期に燃料噴射弁２１から点火プラ
グ２０に設けて燃料が噴射され、主に点火プラグ
付近に燃料が供給されて燃焼室７の他の部分では
燃料が希薄な状態で点火が行われる。従つて、少
ない燃料でも着火、燃焼が可能となつてエンジン
を作動させることができる。また、この場合に一
次吸気通路８から燃焼室７に空気が過剰に供給さ
れても差し支えないので、図ではスロツトルバル
ブを省略して一次吸気通路８からの吸気は制限し
ないようにし、これによつてポンピングロスを低
減している。そして、このように燃料が点火プラ
グ２０に向けて噴射されるとき、これにあわせて
空気噴射弁２２から空気が噴射され、この空気が
噴射燃料に混入して短時間で効率良く燃料の霧
化、気化が行われる。また、一次吸気通路８から
の吸気によつて燃焼室内に生成されるスワールに
より燃料の気化、霧化が促進されるとともに、ス
ワールの内側の燃焼室中央部に位置する点火プラ
グに向けて燃料が噴射されることにより、点火プ
ラグ付近に燃料を多く偏在させる層状化が良好に
達成され、上記空気噴射による作用と相俟つて着
火性が向上される。
一方、高負荷時には、燃料噴射量が増量される
とともに、吸気行程の前半に燃料が噴射され、ま
た、スワール調節弁１０が開かれて二次吸気通路
９からも多量の空気が燃焼室７に流入するため、
燃料が燃焼室７内に充分拡散されてから点火が行
われることとなる。
とともに、吸気行程の前半に燃料が噴射され、ま
た、スワール調節弁１０が開かれて二次吸気通路
９からも多量の空気が燃焼室７に流入するため、
燃料が燃焼室７内に充分拡散されてから点火が行
われることとなる。
また、第６図に示す割込みルーチンは、始動時
の制御を行うもので、前記スタートセンサ５４か
らの信号によつて開始され、まず前記圧力センサ
５３からの圧力信号が入力され（ステツプY1）、
その圧力Ｐが設定値α以上か否かが判別される
（ステツプY2）。上記圧力Ｐが設定値α未満であ
れば、前記リサイクルバルブ３５が開閉作動繰返
すように制御され（ステツプY3）、これによつて
前記空気リザーバ２９内の圧力上昇が促進され
る。上記圧力Ｐが設定値α以上になると、前記リ
サイクルバルブ３５が閉じられるとともに、始動
時の燃料および空気が噴射される（ステツプ
Y4）。そして、始動が終了したか否かが判別され
（ステツプY5）、始動が終了すると前記の第５図
に示すメインルーチンに戻されるようにしてい
る。
の制御を行うもので、前記スタートセンサ５４か
らの信号によつて開始され、まず前記圧力センサ
５３からの圧力信号が入力され（ステツプY1）、
その圧力Ｐが設定値α以上か否かが判別される
（ステツプY2）。上記圧力Ｐが設定値α未満であ
れば、前記リサイクルバルブ３５が開閉作動繰返
すように制御され（ステツプY3）、これによつて
前記空気リザーバ２９内の圧力上昇が促進され
る。上記圧力Ｐが設定値α以上になると、前記リ
サイクルバルブ３５が閉じられるとともに、始動
時の燃料および空気が噴射される（ステツプ
Y4）。そして、始動が終了したか否かが判別され
（ステツプY5）、始動が終了すると前記の第５図
に示すメインルーチンに戻されるようにしてい
る。
第７図および第８図は本発明の別の実施例を示
す。この実施例では燃料噴射弁２１′および空気
噴射弁２２が一次吸気ポート１３に設けられ、こ
の場合も、燃料噴射弁２１′は燃焼室７内の点火
プラグ２０に向けて配置され、空気噴射弁２２は
噴射燃料に空気を混入させるように配置されてい
る。また、この実施例において燃料噴射弁２１′
は、空気噴射弁２２と同様に、制御ユニツト４０
によつて直接に開閉作動が制御されるようにして
あり、この場合に燃料噴射弁２１′は、通常のガ
ソリンエンジンに用いられているような燃料噴射
ポンプ（図示省略）に接続しておけばよい。
す。この実施例では燃料噴射弁２１′および空気
噴射弁２２が一次吸気ポート１３に設けられ、こ
の場合も、燃料噴射弁２１′は燃焼室７内の点火
プラグ２０に向けて配置され、空気噴射弁２２は
噴射燃料に空気を混入させるように配置されてい
る。また、この実施例において燃料噴射弁２１′
は、空気噴射弁２２と同様に、制御ユニツト４０
によつて直接に開閉作動が制御されるようにして
あり、この場合に燃料噴射弁２１′は、通常のガ
ソリンエンジンに用いられているような燃料噴射
ポンプ（図示省略）に接続しておけばよい。
このように上記各噴射弁２１′，２２を吸気ポ
ート１３に設ける場合、吸気弁１６が閉じるまで
に燃料を噴射させる必要があるので、第９図に示
すように、低負荷領域では吸気行程の終期に燃料
および空気が噴射されるようにそれぞれの噴射開
始時期As，Fsおよび噴射終了時期Fe，Aeが設定
されている。
ート１３に設ける場合、吸気弁１６が閉じるまで
に燃料を噴射させる必要があるので、第９図に示
すように、低負荷領域では吸気行程の終期に燃料
および空気が噴射されるようにそれぞれの噴射開
始時期As，Fsおよび噴射終了時期Fe，Aeが設定
されている。
なお、上記各実施例では燃料噴射弁２１または
２１′と空気噴射弁２２とを別体に設けているが、
第１０図および第１１図に示すように、燃料噴射
弁と空気噴射弁とを一体化した噴射弁６０を用い
ることもできる。この噴射弁６０は、本体６１
と、その先端に取付けられたノズル部材６２と、
ノズル部材６２先端の噴射口６３を開閉する弁部
６４ａを有してノズル部材６２内に摺動可能に挿
入されたロツド６４と、ピストン６５を介してロ
ツド６４を開弁方向に付勢するバネ６６とを備
え、かつ、本体６１とノズル部材６２とにわたつ
て燃料通路６７および空気通路６８が形成されて
いる。上記各通路６７，６８は図外の燃料噴射ポ
ンプおよび空気ポンプにそれぞれ接続され、各通
路６７，６８の先端は噴射口６３に臨み、燃料通
路６７の途中には上記ロツド６４の中間テーパ部
６４ｂに燃料圧を加えるための燃料溜り６９が設
けられている。そして、燃料が加圧供給されたと
き、その圧力でロツド６４が押し上げられて噴射
口６３が開口することにより、燃料と空気が同時
に噴射されるようにしている。
２１′と空気噴射弁２２とを別体に設けているが、
第１０図および第１１図に示すように、燃料噴射
弁と空気噴射弁とを一体化した噴射弁６０を用い
ることもできる。この噴射弁６０は、本体６１
と、その先端に取付けられたノズル部材６２と、
ノズル部材６２先端の噴射口６３を開閉する弁部
６４ａを有してノズル部材６２内に摺動可能に挿
入されたロツド６４と、ピストン６５を介してロ
ツド６４を開弁方向に付勢するバネ６６とを備
え、かつ、本体６１とノズル部材６２とにわたつ
て燃料通路６７および空気通路６８が形成されて
いる。上記各通路６７，６８は図外の燃料噴射ポ
ンプおよび空気ポンプにそれぞれ接続され、各通
路６７，６８の先端は噴射口６３に臨み、燃料通
路６７の途中には上記ロツド６４の中間テーパ部
６４ｂに燃料圧を加えるための燃料溜り６９が設
けられている。そして、燃料が加圧供給されたと
き、その圧力でロツド６４が押し上げられて噴射
口６３が開口することにより、燃料と空気が同時
に噴射されるようにしている。
（発明の効果）
以上のように本発明は、エンジン低負荷時に、
吸気行程後半から圧縮行程の所定の時期に燃料を
点火プラグに向けて噴射するとともに、この噴射
燃料に空気噴射弁から噴射した空気を混入させる
ようにしているため、いわゆる層状給気により希
薄燃焼およびポンピングロス低減が可能となつて
燃費が向上させる。とくに、一次、二次の吸気通
路と二次吸気通路に設けたスワール調節弁により
燃焼室内にスワールが生成されるようにするとと
もに、燃焼室の略中央に配置した点火プラグに向
けて燃料を噴射し、かつ上記空気噴射を行なわせ
ているため、点火プラグ付近に燃料を多く偏在さ
せる層状化作用と燃料の気化、霧化促進作用を良
好に発揮させ、着火性および燃焼性が格段に向上
されるものである。
吸気行程後半から圧縮行程の所定の時期に燃料を
点火プラグに向けて噴射するとともに、この噴射
燃料に空気噴射弁から噴射した空気を混入させる
ようにしているため、いわゆる層状給気により希
薄燃焼およびポンピングロス低減が可能となつて
燃費が向上させる。とくに、一次、二次の吸気通
路と二次吸気通路に設けたスワール調節弁により
燃焼室内にスワールが生成されるようにするとと
もに、燃焼室の略中央に配置した点火プラグに向
けて燃料を噴射し、かつ上記空気噴射を行なわせ
ているため、点火プラグ付近に燃料を多く偏在さ
せる層状化作用と燃料の気化、霧化促進作用を良
好に発揮させ、着火性および燃焼性が格段に向上
されるものである。
第１図は本発明の一実施例を示す全体概略図、
第２図はその燃焼室部分およびその近傍部の拡大
図、第３図は制御系統のブロツク図、第４図は燃
料および空気の噴射時期の特性図、第５図および
第６図はフローチヤート、第７図は別の実施例を
示す全体概略図、第８図はその第２図相当図、第
９図はこの実施例による場合の第４図相当図、第
１０図は噴射弁の別の例を示す概略断面図、第１
１図はその要部拡大断面図である。 ２０……点火プラグ、２１，２１′……燃料噴
射弁、２２……空気噴射弁、４０……制御ユニツ
ト（制御手段）、５１……アクセル開度センサ、
５２……クランク角センサ。
第２図はその燃焼室部分およびその近傍部の拡大
図、第３図は制御系統のブロツク図、第４図は燃
料および空気の噴射時期の特性図、第５図および
第６図はフローチヤート、第７図は別の実施例を
示す全体概略図、第８図はその第２図相当図、第
９図はこの実施例による場合の第４図相当図、第
１０図は噴射弁の別の例を示す概略断面図、第１
１図はその要部拡大断面図である。 ２０……点火プラグ、２１，２１′……燃料噴
射弁、２２……空気噴射弁、４０……制御ユニツ
ト（制御手段）、５１……アクセル開度センサ、
５２……クランク角センサ。
Claims (1)
- １ それぞれエンジンの燃焼室に開口する一次吸
気通路および二次吸気通路を備え、上記二次吸気
通路に低負荷時に閉じるスワール調節弁を設け
て、このスワール調節弁が閉じているときに上記
一次吸気通路からの吸気によつて燃焼室内にスワ
ールが生成されるようにし、一方、燃焼室の略中
央に点火プラグを配置し、この点火プラグに向け
て燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁か
らの噴射燃料に空気を混入する空気噴射弁とを配
設するとともに、エンジンの負荷状態を検出する
負荷検出手段と、エンジンのクランク角を検出す
るクランク角検出手段と、上記負荷検出手段とク
ランク角検出手段との出力を受け、エンジン低負
荷時、吸気行程後半から圧縮行程の所定の時期に
上記燃料噴射弁および空気噴射弁を制御して、燃
料と空気とを燃焼室に供給する制御手段とを設け
たことを特徴とする層状給気エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58139839A JPS6030418A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 層状給気エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58139839A JPS6030418A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 層状給気エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6030418A JPS6030418A (ja) | 1985-02-16 |
| JPH0571766B2 true JPH0571766B2 (ja) | 1993-10-07 |
Family
ID=15254702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58139839A Granted JPS6030418A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 層状給気エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6030418A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4793306A (en) * | 1986-12-16 | 1988-12-27 | University Of Miami | Air flow management in an internal combustion engine through the use of electronically controlled air jets |
| JP3248439B2 (ja) * | 1996-12-13 | 2002-01-21 | 三菱自動車工業株式会社 | 筒内噴射型内燃機関の制御装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53306A (en) * | 1976-06-25 | 1978-01-05 | Mitsubishi Motors Corp | Fuel ejection system rare air combustion engine |
-
1983
- 1983-07-29 JP JP58139839A patent/JPS6030418A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53306A (en) * | 1976-06-25 | 1978-01-05 | Mitsubishi Motors Corp | Fuel ejection system rare air combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6030418A (ja) | 1985-02-16 |
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