JPH0633851A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、閉鎖弁によりストレートポートを
閉鎖する時に、ストレートポートとヘリカルポートとの
隔壁に設けられた連通口を通る吸気流を利用して燃料を
良好に微粒化させる内燃機関の燃料供給装置に関し、機
関状態により生じる燃料供給不足を防止することを目的
とする。 【構成】 少なくともストレートポート２に設けられた
閉鎖弁３の閉弁時において、ストレートポート２とスワ
ール生成用のヘリカルポート１との間の隔壁４の閉鎖弁
３より下流に形成された連通口５近傍からストレートポ
ート２へ燃料を噴射する燃料噴射手段６と、機関状態に
よってストレートポート２への燃料噴射を停止させると
同時にヘリカルポート１への燃料噴射を開始させるよう
に燃料噴射手段６を制御する制御手段、とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ストレートポート及び
ヘリカルポートを有する吸気通路から燃料を燃焼室へ供
給するための内燃機関の燃料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】実開昭６０−１２２５３４号公報には、
ストレートポートに設けられた閉鎖弁の下流において、
ストレートポートとスワール生成用のヘリカルポートと
の間の隔壁に連通口を形成し、この連通口近傍に燃料噴
射弁を設置する内燃機関の燃料供給装置が記載されてい
る。

【０００３】この燃料供給装置によれば、閉鎖弁により
ストレートポートを閉鎖して吸気をヘリカルポートから
燃焼室に供給させることによって、燃焼室内にスワール
を生成させる際に、吸気の一部が連通口を通り比較的早
い吸気流となってヘリカルポートからストレートポート
に流入し、この吸気流によってストレートポート側に噴
射された燃料を良好に微粒化することが可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術におい
て、機関状態によっては、前述の吸気流が非常に早くな
り、微粒化された燃料の一部をストレートポートの連通
口に対向する内壁面に付着させ、この付着された燃料が
液状となってそこに維持されることがある。それによ
り、燃料供給不足となって燃焼が悪化したり、また付着
量が増加すると液状の燃料がそのまま燃焼室に流入し
て、排気ガス中のＨＣを増加させることがある。

【０００５】従って、本発明の目的は、閉鎖弁によりス
トレートポートを閉鎖する時に、ストレートポートとヘ
リカルポートとの隔壁に設けられた連通口を通る吸気流
を利用して燃料を良好に微粒化させる内燃機関の燃料供
給装置において、機関状態により生じる燃料供給不足を
防止することのできる内燃機関の燃料供給装置を提供す
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による内燃機関の
燃料供給装置は、少なくともストレートポートに設けら
れた閉鎖弁の閉弁時において、前記ストレートポートと
スワール生成用のヘリカルポートとの間の隔壁の前記閉
鎖弁より下流に形成された連通口近傍からストレートポ
ートへ燃料を噴射する燃料噴射手段と、機関状態によっ
て前記ストレートポートへの燃料噴射を停止させると同
時に前記ヘリカルポートへの燃料噴射を開始させるよう
に前記燃料噴射手段を制御する制御手段、とを具備する
ことを特徴とする。

【０００７】

【作用】前述の内燃機関の燃料供給装置は、少なくとも
閉鎖弁の閉弁時において、制御手段が、機関状態によっ
てストレートポートとヘリカルポートとの間の隔壁の閉
鎖弁より下流に形成された連通口近傍から行われるスト
レートポートへの燃料噴射を停止させると同時にヘリカ
ルポートへの燃料噴射を開始させるように燃料噴射手段
を制御する。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明による燃料供給装置の第一実
施例を示す概略図である。同図において、１は燃焼室に
スワールを生成させるためのヘリカルポート、２は閉鎖
弁３が設けられているストレートポートである。両ポー
トの隔壁４には、閉鎖弁３に下流において連通口５が形
成されている。隔壁４の連通口５の直上流には、球状頭
部６ａを有する燃料噴射弁６が球状頭部６ａを支点にし
て回動するように取り付けられている。

【０００９】球状頭部６ａの先端には燃料噴射口６ｂが
設けられ、隔壁４の連通口５近傍に燃料を噴射すること
ができるようになっている。燃料噴射弁６の球状頭部６
ａの反対側端部には、それに燃料を供給するフレキシブ
ルパイプ７を接続するためのフランジ６ｃが形成されて
いる。図２に示すように、各気筒毎に設けられた燃料噴
射弁６は、燃料を加圧するためのプレッシャーレギュレ
ータに通じている燃料分配管８に、それぞれフレキシブ
ルパイプ７を介して接続されている。

【００１０】また各燃料噴射弁６は、フランジ６ｃ近傍
において、互いに一本のリンク９によって連結され、リ
ンク９端部にはアクチュエータ１０が設けられている。
アクチュエータ１０によりリンク９を図２において左方
向に動かすことによって、各燃料噴射弁６は、球状頭部
６ａを支点として時計方向に回動される。

【００１１】このように、燃料噴射弁６はアクチュエー
タ１０により二つの回動位置をとり、図１に示す位置に
おいてその燃料噴射口６ｂはヘリカルポート１に向けら
れ、また時計方向への回動位置においてその燃料噴射口
６ｂはストレートポート２に向けられる。

【００１２】ヘリカルポート１及びストレートポート２
は、通常通り、閉鎖弁３の上流において合流し、サージ
タンクを介してスロットル弁が設けられた吸気管へ接続
されている。閉鎖弁３は、スロットル弁下流の吸気通路
内の負圧を駆動源とする負圧アクチュエータ（図示せ
ず）によって、この負圧の程度が所定値より大きくなる
時、すなわち、スロットル弁の開度が比較的小さい所定
負荷以下の時に自動的に閉弁され、また負荷が上昇し、
スロットル弁の開度が大きくなって吸入空気量が増大す
ると、スロットル弁下流の負圧の程度が小さくなり、閉
鎖弁３は自動的に開弁される。

【００１３】アクチュエータ１０による燃料噴射弁６の
回動制御は、図３に示す第１フローチャートに従って行
われる。まずステップ１０１において、冷却水温センサ
（図示せず）から機関冷却水温ＴＨＷが検出される。次
にステップ１０２において、この冷却水温ＴＨＷが４０
°Ｃより小さいかどうかが判断される。この判断が肯定
される時、ステップ１０３に進み、燃料噴射弁６の燃料
噴射口６ｂはヘリカルポート１に向けられる。またステ
ップ１０２における判断が否定される時、ステップ１０
４に進み、燃料噴射弁６の燃料噴射口６ｂはストレート
ポート２に向けられる。

【００１４】機関負荷が比較的小さく、閉鎖弁３により
ストレートポート２が閉鎖されている時、吸気はヘリカ
ルポート１を通り、燃焼室にスワールを生成するように
供給される。この時、両ポートの間の隔壁４には連通口
５が形成されているために、吸気の一部がこの連通口５
を通りヘリカルポート１からストレートポート２へ比較
的高速の吸気流となって供給される。特定吸入空気量の
時のこの吸気流の流速は、図４に示すように、吸気行程
におけるピストン位置によって多少変化するが、早い時
で約５０ｍ／ｓに達する。

【００１５】本実施例の燃料噴射弁６は、この吸気流が
生じている時に燃料を噴射するものであり、それにより
ストレートポート２に噴射された燃料は、良好に微粒化
されてストレートポート２から燃焼室に流入する。一方
ヘリカルポート１から燃焼室に供給される吸気は、燃焼
室内でおもにその外周部を旋回するスワールを形成する
ために、ストレートポート２から流入する燃料は、燃焼
室中心上部に設けられている点火プラグ近傍に集まり、
良好な成層燃焼を実現することが可能となり、この時の
燃費を低減することができる。

【００１６】しかし、連通口５を通る吸気流は、前述の
ように比較的高速であり、その一部が連通口５に対向す
るストレートポート２の内壁面に衝突する。この時、微
粒化された燃料の一部が、吸気流と共に内壁面に衝突し
てそこに付着する。機関暖機後であればストレートポー
ト２も充分に加熱されており、付着された燃料は、すぐ
に気化され燃焼室に流入するが、機関冷間時は、付着さ
れた燃料は液状となって内壁面に維持される。

【００１７】それにより、燃料の供給不足が生じて燃焼
が悪化したり、付着された燃料が増大すると、液状の燃
料がそのまま燃焼室に流入して、排気ガス中のＨＣを増
加させる問題を生じる。

【００１８】第１フローチャートによれば、機関冷間
時、すなわち、冷却水温ＴＨＷが４０°Ｃより小さい
時、燃料噴射弁６の燃料噴射口６ｂは、ヘリカルポート
１に向けられ、噴射された燃料はヘリカルポート１を通
る吸気によって微粒化されて燃焼室に流入するために、
燃料の供給不足等の問題を生じることはない。

【００１９】負荷が上昇する時、閉鎖弁３は開弁され、
多量の吸気がヘリカルポート１及びストレートポート２
から燃焼室に供給されるために、連通口５を通る吸気流
は存在せず、いずれのポートに燃料を噴射してもよい。
本実施例は、燃料噴射弁６の回動制御を簡単なものとす
るために、冷却水温ＴＨＷだけにより制御するようにし
たので、閉鎖弁３の開弁時においても、燃料噴射口６ａ
は、機関暖機後にストレートポート２、機関冷間時にヘ
リカルポート１に向けられる。

【００２０】図５は、図１の燃料供給装置の燃料噴射弁
６の回動制御のための第２フローチャートである。これ
を以下に説明する。まずステップ２０１において、スロ
ットル弁の上流に設けられているエアフローメータ（図
示せず）から現在の吸入空気量Ｑを検出する。次にステ
ップ２０２において、閉鎖弁３のアクチュエータに設け
られているセンサから閉鎖弁３の開閉状態を検出し、閉
鎖弁３が閉弁されているかどうかが判断される。

【００２１】閉鎖弁３が閉弁されている時、ステップ２
０３に進み、吸入空気量Ｑが所定量Ｋより多いかどうか
が判断される。この判断が肯定される時、ステップ２０
４に進み、燃料噴射弁６の燃料噴射口６ｂはヘリカルポ
ート１へ向けられる。一方ステップ２０２において閉鎖
弁３が開弁されている時、又はステップ２０３における
判断が否定される時は、ステップ２０５に進み、燃料噴
射弁６の燃料噴射口６ｂはストレートポート２へ向けら
れる。

【００２２】この第２フローチャートによれば、閉鎖弁
３が開弁され、吸気が両ポートを通って燃焼室へ供給さ
れる時、燃料噴射口６ｂはストレートポート２へ向けら
れ、燃料がストレートポート２へ噴射される。

【００２３】閉鎖弁３の閉弁時において、吸入空気量が
所定量Ｋ以下であれば、それに伴い両ポートの連通口５
を通る吸気流の速度が遅くなり、この吸気流は連通口５
に対向するストレートポート２の内壁面に衝突すること
なく燃焼室に吸い込まれるために、この吸気流により微
粒化される燃料もほとんど内壁面に付着することなく燃
焼室へ供給される。従って、この時は、機関冷間時であ
っても前述の問題を生じることはなく、燃料噴射弁６の
燃料噴射口６ａをストレートポート２へ向けることで、
低燃費の成層燃焼を実現することができる。

【００２４】また、吸入空気量が所定量Ｋより多い時
は、連通口５を通る吸気流の速度は速くなり、前述の問
題を生じるために、燃料噴射弁６の燃料噴射口６ｂはヘ
リカルポート１へ向けられ、ヘリカルポート１に燃料噴
射が行われる。

【００２５】図６は、本発明による燃料供給装置の第二
実施例を示す概略図である。図１に示す第一実施例との
違いについて以下に説明する。本実施例において、スト
レートポート２側に燃料を供給するための第１燃料噴射
弁６１と、ヘリカルポート１側に燃料を供給するための
第２燃料噴射弁６２とが、別々に設けられている。第１
及び第２燃料噴射弁６１，６２は、各ポートを通る吸気
の抵抗とならないように、各ポートの上壁に設置されて
いる。第１燃料噴射弁６１の燃料噴射口６１ｂは、連通
口５の近傍に燃料を噴射するように向けられている。閉
鎖弁３のアクチュエータは、吸気通路内の負圧の程度に
応じて自動的に閉鎖弁３を開閉するものではなく、図示
されていない制御装置によって作動されるものである。

【００２６】図６は、両燃料噴射弁６１，６２の燃料噴
射制御及び閉鎖弁３の開閉制御のための第３フローチャ
ートである。まずステップ３０１において、冷却水温セ
ンサによって冷却水温ＴＨＷを検出し、またエアフロー
メータ及び回転センサからの信号を基に機関負荷として
一回転当たりの吸入空気量Ｑ／Ｎを算出する。次にステ
ップ３０２において、冷却水温ＴＨＷが４０°Ｃより小
さいかどうかが判断される。

【００２７】この判断が肯定される時、ステップ３０３
において閉鎖弁３は閉弁され、ステップ３０４に進み、
燃料噴射時期において、第１燃料噴射弁６１の燃料噴射
は停止されると共に、第２燃料噴射弁６２の燃料噴射が
開始される。またステップ３０２における判断が否定さ
れる時、ステップ３０５において負荷Ｑ／Ｎが所定値Ｌ
より小さいかどうかが判断される。

【００２８】この判断が否定される時、ステップ３０６
において閉鎖弁３は開弁され、ステップ３０７に進み、
燃料噴射時期において、第１及び第２燃料噴射弁６１，
６２から燃料噴射が開始される。一方ステップ３０５に
おける判断が肯定される時、ステップ３０８において閉
鎖弁３は閉弁され、ステップ３０９に進み、燃料噴射時
期において、第１燃料噴射弁６１の燃料噴射が開始され
ると共に、第２燃料噴射弁６２の燃料噴射は停止され
る。

【００２９】この第３フローチャートによれば、第一実
施例における第１フローチャートによる制御と同様に、
機関暖機後で閉鎖弁３の閉弁時において、燃料は第１燃
料噴射弁６１からストレートポート２の連通口５近傍に
供給され、連通口５を通る吸気流により良好に微粒化さ
れると共に、ストレートポート２の内壁面に付着される
燃料は加熱されたストレートポート２によって気化され
て燃焼室に供給されるために、燃料供給不足を生じるこ
となく低燃費の成層燃焼が実現される。

【００３０】また機関暖機後で負荷Ｑ／Ｎが所定値Ｌよ
り大きくなると、それに伴い必要吸気量が増大するため
に、閉鎖弁３は開弁され、両ポートを使用して吸気が行
われる。この時、燃料噴射は両燃料噴射弁６１，６２か
ら実行され、両ポートを通る吸気と共に燃焼室へ供給さ
れる。それにより、第１実施例に比較して燃焼室内にお
ける混合気の均一化の程度が向上し、高トルクの良好な
燃焼を実現することができる。

【００３１】また機関冷間時において、スワールにより
燃焼を安定させるために閉鎖弁３は負荷Ｑ／Ｎにかかわ
らず閉弁され、燃料噴射は第２燃料噴射弁６２からヘリ
カルポート１に行われる。それにより、微粒化された燃
料がストレートポート１の内壁面に付着したままとなっ
て、燃料供給不足をもたらすなどの問題は防止すること
ができる。

【００３２】本実施例は、二つの燃料噴射弁６１，６２
を設けることで、第１実施例において必要とされた燃料
噴射弁の回動駆動機構を不要とすることができる。

【００３３】本発明は、第一及び第二実施例の構成に限
定されず、例えば、ヘリカルポート及びストレートポー
トに向けられた二つの燃料噴射口と、各噴口を単独に閉
鎖可能な閉鎖手段とを有する燃料噴射弁を両ポートの隔
壁の連通口近傍に配置して、第３フローチャートと同様
な制御をさせるようにしても、第二実施例と同様な効果
を得られることは明らかである。

【００３４】

【発明の効果】このように、本発明による内燃機関の燃
料供給装置によれば、閉鎖弁の閉弁時において、ストレ
ートポートに噴射され連通口を通る吸気流によって微粒
化された燃料が、ストレートポートの内壁面に付着して
気化されない機関状態の時、燃料噴射をヘリカルポート
に向けて行うことにより、燃料の供給不足による燃焼の
悪化及び燃料付着量増加に伴う液状燃料の燃焼室流入に
よる排気ガス中のＨＣ増加を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による内燃機関の燃料供給装置の第一実
施例を示す概略図である。

【図２】気筒毎の燃料噴射弁の構成を示す概略図であ
る。

【図３】第一実施例における燃料噴射弁の回動制御のた
めの第１フローチャートである。

【図４】特定吸入空気量の時の連通口を通る吸気流の流
速を示すグラフである。

【図５】第一実施例における燃料噴射弁の回動制御のた
めの第２フローチャートである。

【図６】本発明による内燃機関の燃料供給装置の第二実
施例を示す概略図である。

【図７】第二実施例における両燃料噴射弁の燃料噴射制
御及び閉鎖弁の開閉制御のための第３フローチャートで
ある。

【符号の説明】

１…ヘリカルポート ２…ストレートポート ３…閉鎖弁 ５…連通口 ６…燃料噴射弁 ７…フレキシブルパイプ ９…リンク １０…アクチュエータ ６１…第１燃料噴射弁 ６２…第二燃料噴射弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともストレートポートに設けられ
   た閉鎖弁の閉弁時において、前記ストレートポートとス
   ワール生成用のヘリカルポートとの間の隔壁の前記閉鎖
   弁より下流に形成された連通口近傍からストレートポー
   トへ燃料を噴射する燃料噴射手段と、機関状態によって
   前記ストレートポートへの燃料噴射を停止させると同時
   に前記ヘリカルポートへの燃料噴射を開始させるように
   前記燃料噴射手段を制御する制御手段、とを具備するこ
   とを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。