JPH09177572A - Output controller of internal combustion engine - Google Patents

Output controller of internal combustion engine

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JPH09177572A
JPH09177572A JP33917695A JP33917695A JPH09177572A JP H09177572 A JPH09177572 A JP H09177572A JP 33917695 A JP33917695 A JP 33917695A JP 33917695 A JP33917695 A JP 33917695A JP H09177572 A JPH09177572 A JP H09177572A
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JP
Japan
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valve
fuel
intake
intake valve
internal combustion
Prior art date
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Application number
JP33917695A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Horata
治 洞田
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09177572A publication Critical patent/JPH09177572A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • F02B2075/125Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/32Miller cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/101Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
    • YGENERAL 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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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the reverse flowing of fuel so as to secure the supply of the necessary amount of fuel by providing a valve closing time control means for properly delaying the valve opening time of an air intake valve based on an output requested to an internal combustion engine and directing fuel injection away from the air intake valve. SOLUTION: In an internal combustion engine using a mirror cycle, the closing time of two air intake valves 18a and 18b is changed by a phase changing device 30. That is, the closing time of one air intake valve 18b is controlled so as to control an engine output. This valve closing time is advanced when a requested output is larger and delayed when the requested output is smaller. In this internal combustion engine, the injection port 16 of an injector is bent in its middle part by the attaching of an adapter 16d, atomized fuel is guided to an exhaust valve or an exhaust port in the left side with respect to the axis of the injector and directed to a side opposite the air intake valves 18a and 18 in the right side.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、所謂ミラーサイク
ルを応用した内燃機関の出力制御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 output control device for an internal combustion engine to which a so-called Miller cycle is applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ガソリンエンジンでは、吸入空
気(吸気)と燃料との混合比率(空燃比;A/F )が狭い
範囲に制限され、特に3元触媒を搭載したエンジンで
は、空燃比は運転状態によらず常に一定の理論空燃比
(A/F ≒14.7)付近に制御されている。
2. Description of the Related Art Generally, in a gasoline engine, a mixture ratio of intake air (intake air) and fuel (air-fuel ratio; A / F) is limited to a narrow range, and particularly in an engine equipped with a three-way catalyst, the air-fuel ratio is Regardless of the operating condition, it is always controlled near a constant theoretical air-fuel ratio (A / F ≈ 14.7).

【0003】また、エンジンに供給される燃料の量は、
その時々におけるエンジンへの要求出力によって決まる
ため、出力を小さく(燃料流量を少なく)する際には吸
入空気量を少なくする必要がある。このため、通常は、
吸気通路中にスロットル弁を設け、このスロットル弁で
通路を絞ることにより、吸入空気量の調節を行っている
訳である。
The amount of fuel supplied to the engine is
Since it depends on the required output to the engine at that time, it is necessary to reduce the amount of intake air when reducing the output (reducing the fuel flow rate). For this reason,
A throttle valve is provided in the intake passage, and the intake air amount is adjusted by throttling the passage with this throttle valve.

【0004】しかし、部分負荷時において通路を絞るこ
とは、吸気抵抗を増大させることに外ならず、この絞り
損失(ポンピングロス)が、ガソリンエンジンの燃費向
上を妨げる最大の要因となっている。
However, throttling of the passage at the time of partial load is inevitably an increase in intake resistance, and this throttling loss (pumping loss) is the largest factor that hinders the improvement of fuel efficiency of a gasoline engine.

【0005】これに対し、膨張行程が圧縮行程よりも長
い燃焼サイクル、所謂ミラーサイクルを応用した出力制
御方法が知られており、これによれば、スロットル弁で
の出力制御を行わなくて済むため、部分負荷時のポンピ
ングロスを低減でき、燃費を改善できる。
On the other hand, there is known an output control method which applies a so-called Miller cycle, which is a combustion cycle in which the expansion stroke is longer than the compression stroke. According to this, output control by a throttle valve is not required. The pumping loss at the time of partial load can be reduced and the fuel consumption can be improved.

【0006】これに関する提案としては、特開平5-5430
号公報で開示されたものがあり、これは、カムシャフト
の回転位相を変更する位相変更装置を用いて、吸気弁の
閉弁時期を制御している。この場合、吸気弁は圧縮行程
(ピストン上昇行程)の途中で閉じられ(所謂遅閉
じ)、閉弁時期を遅延させるほど出力は小さくなる。
[0006] As a proposal regarding this, Japanese Patent Laid-Open No. 5430/1993
There is one disclosed in Japanese Patent Publication No. JP-A-2003-242, which controls the closing timing of the intake valve by using a phase changing device that changes the rotational phase of the camshaft. In this case, the intake valve is closed (so-called late closing) in the middle of the compression stroke (piston rising stroke), and the output decreases as the valve closing timing is delayed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常のエン
ジンでは、吸気マニホールド内で燃料噴射を行い、混合
気をシリンダ内に吸入させるものであるが、このような
エンジンに、上述の出力制御装置を組み合わせると以下
の問題が生じる。
By the way, in a normal engine, fuel injection is performed in an intake manifold to suck a mixture into a cylinder. However, in such an engine, the above-described output control device is provided. The combination causes the following problems.

【0008】即ち、噴射された燃料は、吸気マニホール
ドや吸気ポートの内壁に付着し、シリンダ内への吸気の
流入に伴い、蒸発して混合気となったり、内壁を伝わっ
てそのままシリンダ内に流入したりする。しかし、吸気
弁の閉弁時期制御で出力制御を行う場合、ピストンの上
昇によりシリンダ内から混合気が押し戻され逆流するた
め、吸気マニホールド内等の混合気や付着燃料にも逆流
が生じ、特に吸気弁の閉弁時期を急変させた場合等、必
要な燃料の供給が困難となってミスファイヤ等を伴う虞
がある。
That is, the injected fuel adheres to the inner wall of the intake manifold and the intake port, and when the intake air flows into the cylinder, it evaporates into a mixture, or flows through the inner wall and flows into the cylinder as it is. To do However, when performing output control by controlling the closing timing of the intake valve, the air-fuel mixture is pushed back from the inside of the cylinder due to the rise of the piston and flows back, so that back-flow also occurs in the air-fuel mixture in the intake manifold, etc. When the valve closing timing is suddenly changed, it may be difficult to supply the necessary fuel, and misfire may occur.

【0009】一方、シリンダ内に燃料を直接噴射して点
火プラグ周りに濃混合気を生成し、成層燃焼により排ガ
ス清浄化、燃費向上等を促進する筒内直接噴射式火花点
火機関が知られている。これによると、全体として空燃
比を高く設定でき、極稀薄な混合気でも安定した燃焼を
得られ、燃費を改善することができる。
On the other hand, a direct injection type spark ignition engine is known which directly injects fuel into a cylinder to generate a rich air-fuel mixture around a spark plug and promotes exhaust gas cleaning and fuel efficiency improvement by stratified combustion. There is. According to this, the air-fuel ratio can be set high as a whole, stable combustion can be obtained even with an extremely lean mixture, and fuel consumption can be improved.

【0010】従って、これを上述の出力制御装置と組み
合わせれば、燃費の飛躍的な改善が期待できる。
Therefore, if this is combined with the above-mentioned output control device, a dramatic improvement in fuel consumption can be expected.

【0011】しかしながら、この場合においても、シリ
ンダ内に噴射した燃料を逆流させない工夫が必要とな
る。
However, even in this case, it is necessary to devise a method for preventing the fuel injected into the cylinder from flowing backward.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダ内に
燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、吸気弁の閉弁時期
を、内燃機関への要求出力に基づき適宜遅延させる閉弁
時期制御手段と、上記燃料噴射弁から噴射される燃料
を、上記吸気弁に対して離間側に指向させる指向手段と
を備えたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a valve closing timing control means for appropriately delaying the valve closing timing of a fuel injection valve for directly injecting fuel into a cylinder and an intake valve based on a required output to an internal combustion engine. And a directing means for directing the fuel injected from the fuel injection valve toward the separation side with respect to the intake valve.

【0013】この構成においては、指向手段が、燃料噴
射弁から噴射される燃料を吸気弁に対して離間側に指向
させるため、逆流する吸気から燃料噴霧を遠ざけること
ができる。そしてこれにより、燃料の逆流を防止し、必
要量の燃料供給を確実に行うことができる。
In this structure, since the directing means directs the fuel injected from the fuel injection valve toward the side away from the intake valve, the fuel spray can be kept away from the backflowing intake air. This makes it possible to prevent the reverse flow of fuel and reliably supply the required amount of fuel.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下本発明の好適な実施の形態を
添付図面に基づいて詳述する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0015】図1は、本発明に係る出力制御装置が適用
されたエンジン(内燃機関)の縦断正面図、図2はシリ
ンダヘッドを単体で示す側面図である。図1は図2のA
−A線断面に相当し、これにおいてはシリンダヘッド以
外の部品も示されている。図3は図2のB−B線断面図
である。ここでエンジンは、筒内直接噴射式火花点火機
関の構成が採られている。
FIG. 1 is a vertical sectional front view of an engine (internal combustion engine) to which an output control device according to the present invention is applied, and FIG. 2 is a side view showing a cylinder head alone. FIG. 1 shows A in FIG.
It corresponds to a section taken along line A, in which parts other than the cylinder head are also shown. FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. Here, the engine employs a direct injection spark ignition engine configuration.

【0016】図2,図3に示すように、シリンダヘッド
1の内部には、その片側の側部において二つの吸気ポー
ト2が並列に区画形成されている。また反対側の側部に
おいても同様に、二つの排気ポート3(一つのみ図3に
示す)が並列に区画形成される。これら吸気ポート2及
び排気ポート3は、バルブガイド4に挿通され案内され
る吸気弁18及び排気弁19(仮想線で示す)の昇降移
動により開閉される。またシリンダヘッド1の内部にお
いて、バルブガイド4の上方には、バルブスプリングや
カムシャフト(図1に符号22,23で仮想的に示す)
等が収容される収容室5が区画形成される。ここではカ
ムシャフト22,23が吸気側と排気側とに各1本ずつ
配設され、各2つずつの吸気弁18及び排気弁19を直
動する4バルブDOHCの構成となっている。シリンダ
ヘッド1上端には、カムシャフト22,23を回転可能
に支持するためのシャフト受け部7が形成される。
As shown in FIGS. 2 and 3, inside the cylinder head 1, two intake ports 2 are formed in parallel on one side of the cylinder head 1. Similarly, two exhaust ports 3 (only one of which is shown in FIG. 3) are formed in parallel on the opposite side portion. The intake port 2 and the exhaust port 3 are opened and closed by moving up and down an intake valve 18 and an exhaust valve 19 (shown by phantom lines) which are inserted and guided by the valve guide 4. Inside the cylinder head 1, above the valve guide 4, a valve spring and a cam shaft (indicated by reference numerals 22 and 23 in FIG. 1) are provided.
A storage chamber 5 for storing, etc. is defined. Here, the camshafts 22 and 23 are provided one on each of the intake side and the exhaust side, and have a four-valve DOHC configuration in which two pairs of intake valves 18 and two exhaust valves 19 are directly moved. A shaft receiving portion 7 for rotatably supporting the cam shafts 22 and 23 is formed at the upper end of the cylinder head 1.

【0017】吸気ポート2及び排気ポート3、さらには
吸気弁18及び排気弁19は、シリンダ中心Cに対しそ
れぞれ所定角をなして略対称的に傾斜されている。吸気
ポート2の吸気入口部分は、シリンダヘッド1に一体成
形された吸気管部8によって区画される。吸気管部8
は、シリンダヘッド1の吸気側側面部1aから外側に突
出されるようになっており、その入口端は図示しない吸
気マニホールドを接続するためのフランジ部9となって
いる。吸気管部8は、断面円形の二つの吸気ポート2を
区画すべく前後方向(図2の左右方向)に長い断面略8
の字状とされ、特にその下側の吸気側側面部1aとの付
け根部分がプラグ取付面部10となっている。シリンダ
ヘッド1の内部には、冷却水を循環させるための冷却水
路11も区画形成される。
The intake port 2 and the exhaust port 3, and the intake valve 18 and the exhaust valve 19 are inclined at a predetermined angle with respect to the center C of the cylinder and are substantially symmetrically inclined. An intake inlet portion of the intake port 2 is defined by an intake pipe portion 8 integrally formed with the cylinder head 1. Intake pipe section 8
Is projected outward from the intake side surface 1a of the cylinder head 1, and its inlet end is a flange 9 for connecting an intake manifold (not shown). The intake pipe portion 8 has a cross section of approximately 8 which is long in the front-rear direction (left-right direction in FIG. 2) so as to partition the two intake ports 2 having a circular cross-section.
The plug attachment surface portion 10 is formed at the root portion of the lower side of the inlet side surface portion 1a. Inside the cylinder head 1, a cooling water passage 11 for circulating cooling water is also formed.

【0018】図1に示すように、シリンダヘッド1の下
側にはシリンダ12が取り付けられ、このシリンダ12
内にはピストン13が摺動可能に収容されている。シリ
ンダ12内にはシリンダヘッド1の冷却水路11と連通
するウォータジャケット14が形成される。
As shown in FIG. 1, a cylinder 12 is mounted below the cylinder head 1.
A piston 13 is slidably housed therein. In the cylinder 12, a water jacket 14 that communicates with the cooling water passage 11 of the cylinder head 1 is formed.

【0019】シリンダヘッド1には、ピストン13の中
心と一致するシリンダ中心Cに沿ってインジェクタ収容
穴15が設けられる。そしてこのインジェクタ収容穴1
5にインジェクタ16(燃料噴射弁)が収容され、イン
ジェクタ16は、シリンダ中心Cの位置に且つこれに沿
って直立されるようになる。そしてインジェクタ16は
吸気ポート2及び排気ポート3に囲繞されるようにな
る。
The cylinder head 1 is provided with an injector accommodating hole 15 along a cylinder center C which coincides with the center of the piston 13. And this injector housing hole 1
The injector 16 (fuel injection valve) is accommodated in the valve 5, and the injector 16 is erected at the position of the cylinder center C and along the same. Then, the injector 16 comes to be surrounded by the intake port 2 and the exhaust port 3.

【0020】インジェクタ収容穴15はその下端部にね
じ穴15aを有し、このねじ穴15aにインジェクタ1
6のねじ部16bが螺合して取り付けられる。そしてね
じ穴15aの下側には、下端が燃焼室17に臨んで開口
される連通穴15bが連続して設けられる。連通穴15
bは、インジェクタ16の噴口部16cを嵌合させる一
定径の嵌合部15cと、嵌合部15cの下側に形成され
る噴射口部15dとから構成される。
The injector accommodating hole 15 has a screw hole 15a at its lower end, and the injector 1 is inserted into the screw hole 15a.
The screw part 16b of 6 is screwed and attached. A communication hole 15b whose lower end opens toward the combustion chamber 17 is continuously provided below the screw hole 15a. Communication hole 15
b is composed of a fitting portion 15c having a constant diameter for fitting the injection opening portion 16c of the injector 16 and an injection opening portion 15d formed below the fitting portion 15c.

【0021】特に、図4に示すように、インジェクタ1
6の噴射口16aは、アダプタ16dの取付けにより途
中で折曲されており、インジェクタ16の軸線に対して
燃料噴霧Fを図中左側の排気弁19や排気ポート3側に
案内し、図中右側の吸気弁18や吸気ポート2とは反対
側に(離間側に)指向させるようになっている。そし
て、これに応じて噴射口部15dも燃料噴霧Fの方向に
沿って、斜め方向に開口されている。つまり、噴射口部
15dはその横断面が、上端が嵌合部15cと同径の円
形であるのに対し、下方に至るにつれ順次排気弁19側
にのみ長くなる長穴状に形成される。
In particular, as shown in FIG.
The injection port 16a of No. 6 is bent in the middle by mounting the adapter 16d, and guides the fuel spray F to the exhaust valve 19 and the exhaust port 3 side on the left side in the figure with respect to the axis of the injector 16 and the right side in the figure. The intake valve 18 and the intake port 2 are directed to the opposite side (to the separating side). In response to this, the injection port portion 15d is also opened obliquely along the direction of the fuel spray F. That is, the cross section of the injection port portion 15d is formed in a long hole shape whose upper end has a circular shape with the same diameter as that of the fitting portion 15c, but which gradually becomes longer toward the exhaust valve 19 side as it goes downward.

【0022】こうして、噴射口16a及び噴射口部15
dは、インジェクタ16から噴射される燃料を、吸気弁
18に対して離間側に指向させる指向手段を形成する。
Thus, the injection port 16a and the injection port portion 15
Reference character d forms a directing means for directing the fuel injected from the injector 16 toward the side away from the intake valve 18.

【0023】なお、2a,3aは吸気ポート2及び排気
ポート3の中心線である。
Reference numerals 2a and 3a are center lines of the intake port 2 and the exhaust port 3, respectively.

【0024】シリンダヘッド1のプラグ取付面部10に
は、挿入口が拡径されたプラグ取付穴20が吸気ポート
2と略平行に穿設される。そしてこれに点火プラグ21
が螺合して取り付けられ、その電極部21aが燃焼室1
7内に突出される。ピストン13の頭面13aには、電
極部21aとの干渉を避けるための逃げ部24と、排気
弁19との干渉を避けるためのバルブリセス25とが設
けられる。27はフュエルレール(図示せず)からの燃
料をインジェクタ16に供給するための供給管である。
In the plug mounting surface portion 10 of the cylinder head 1, a plug mounting hole 20 having an enlarged insertion opening is formed substantially in parallel with the intake port 2. And spark plug 21
Are attached by screwing, and the electrode portion 21a is attached to the combustion chamber 1
7 is projected. The head surface 13a of the piston 13 is provided with a relief portion 24 for avoiding interference with the electrode portion 21a and a valve recess 25 for avoiding interference with the exhaust valve 19. Reference numeral 27 is a supply pipe for supplying fuel from a fuel rail (not shown) to the injector 16.

【0025】次に、上記エンジンの出力を制御するため
の出力制御装置について説明する。
Next, an output control device for controlling the output of the engine will be described.

【0026】図5には上記エンジンが概略的に示されて
いる。先の吸気弁18は2つの吸気弁18a,18bで
あって、これらはカムシャフト22で直動される。吸気
ポート2,2は吸気マニホールド28に合流接続され
る。ピストン13はその往復動によりクランク軸29を
回転させる。
The engine is shown schematically in FIG. The previous intake valve 18 is two intake valves 18a and 18b, and these are directly moved by a camshaft 22. The intake ports 2 and 2 are jointly connected to the intake manifold 28. The reciprocating motion of the piston 13 causes the crankshaft 29 to rotate.

【0027】ここで、2つの吸気弁18a,18bは、
それぞれ独立して動作して吸気弁全体としての特に閉弁
時期を変更できるようになっている。この変更を実質的
に行うのが位相変更装置30である。
Here, the two intake valves 18a and 18b are
Each of them operates independently of each other so that the closing timing of the intake valve as a whole can be changed. The phase changing device 30 substantially performs this change.

【0028】図6にも詳細に示すように、位相変更装置
30は、特開昭59-183010 号公報と同様に構成され、二
重管構造のカムシャフト22を有する。カムシャフト2
2は位相固定カムシャフト22aと位相可変カムシャフ
ト22bとからなり、これらカムシャフト22a,22
bは、吸気弁18a,18bを押動する固定カム31a
及び可変カム31bをそれぞれ一体的に有する。固定カ
ムシャフト22aは可変カムシャフト22bの外側に相
対回転自在に嵌合され、その相対回転を許容するのが両
者の一方に固設された中間軸受32である。固定カムシ
ャフト22aの端部にはタイミングプーリ33が取り付
けられ、タイミングプーリ33はタイミングベルト3
4、ドライブプーリ35を介してクランク軸29からの
入力を伝達される。これにより、位相固定カムシャフト
22aは、クランク軸29と連動するようになってクラ
ンク角に対し位相が固定される。
As shown in detail in FIG. 6, the phase changing device 30 is constructed in the same manner as in Japanese Patent Laid-Open No. 59-183010 and has a camshaft 22 having a double pipe structure. Camshaft 2
Reference numeral 2 includes a phase fixed cam shaft 22a and a phase variable cam shaft 22b.
b is a fixed cam 31a that pushes the intake valves 18a and 18b.
And a variable cam 31b integrally. The fixed cam shaft 22a is relatively rotatably fitted to the outside of the variable cam shaft 22b, and the relative rotation is allowed by an intermediate bearing 32 fixed to one of the two. A timing pulley 33 is attached to an end portion of the fixed cam shaft 22a, and the timing pulley 33 serves as the timing belt 3
4, the input from the crankshaft 29 is transmitted via the drive pulley 35. As a result, the phase-fixed cam shaft 22a is interlocked with the crankshaft 29 and the phase is fixed with respect to the crank angle.

【0029】一方、固定カムシャフト22aに伝達され
た入力は、位相変更機構30aにより、位相差をもって
可変カムシャフト22bに伝達されるようになってい
る。即ち、固定カムシャフト22aには、タイミングプ
ーリ33を間に挟んで斜め溝付ボス36が固定されてい
る。このボス36の斜め溝37は、カムシャフト22の
軸方向に対し周方向に向かって斜めに形成されている。
一方、可変カムシャフト22bの一端にも溝付ボス38
が固定され、このボス38の溝39は軸方向に沿って形
成されている。これら溝37,39には可動片40が摺
動自在に嵌合され、可動片40は可動ブラケット41に
一体的に固定される。可動ブラケット41には軸受42
を介して制御レバー43が相対回転可能に取り付けら
れ、この制御レバー43を軸方向に動かすことで、可動
片40が溝37,39に沿って移動し、可変カムシャフ
ト22bの位相が固定カムシャフト22aに対してずれ
ることになる。
On the other hand, the input transmitted to the fixed cam shaft 22a is transmitted to the variable cam shaft 22b with a phase difference by the phase changing mechanism 30a. That is, the diagonal cam boss 36 is fixed to the fixed cam shaft 22a with the timing pulley 33 interposed therebetween. The oblique groove 37 of the boss 36 is formed obliquely in the circumferential direction with respect to the axial direction of the camshaft 22.
On the other hand, the grooved boss 38 is also provided at one end of the variable camshaft 22b.
Is fixed, and the groove 39 of the boss 38 is formed along the axial direction. A movable piece 40 is slidably fitted in these grooves 37, 39, and the movable piece 40 is integrally fixed to a movable bracket 41. The movable bracket 41 has a bearing 42.
The control lever 43 is attached so as to be rotatable relative to the movable lever 40 by moving the control lever 43 in the axial direction. It will be displaced with respect to 22a.

【0030】なお図中、44は固定及び可変カムシャフ
ト22a,22bを軸支する軸受、45はバルブスプリ
ングである。
In the figure, reference numeral 44 is a bearing that axially supports the fixed and variable cam shafts 22a and 22b, and 45 is a valve spring.

【0031】制御レバー43は、図5に示す電気式アク
チュエータ46によって実質的に操作される。このアク
チュエータ46に制御信号を送るのが電子制御装置(EC
U) 47である。ECU 47はこの他、インジェクタ16
による燃料噴射制御や点火時期制御等の基本制御を実行
する。さらにECU 47には、アクセルペダル49に設け
られたアクセルストロークセンサ50が接続される。ア
クセルストロークセンサ50は、アクセルペダル49の
踏み込み量に応じた電気信号をECU 47に出力する。そ
してこの信号に基づいて、ECU 47は運転手がエンジン
に要求する要求出力を決定する。
The control lever 43 is substantially operated by the electric actuator 46 shown in FIG. Sending a control signal to this actuator 46 is an electronic control unit (EC
U) 47. The ECU 47 also has an injector 16
Basic control such as fuel injection control and ignition timing control is executed. Further, an accelerator stroke sensor 50 provided on an accelerator pedal 49 is connected to the ECU 47. The accelerator stroke sensor 50 outputs an electric signal to the ECU 47 according to the depression amount of the accelerator pedal 49. Then, based on this signal, the ECU 47 determines the required output required by the driver for the engine.

【0032】特に、上記構成においては、位相変更装置
30、アクチュエータ46、ECU 47及びアクセルスト
ロークセンサ50が、吸気弁18bの閉弁時期を、内燃
機関への要求出力が小さいほどに遅延させる閉弁時期制
御手段を構成する。
In particular, in the above configuration, the phase changing device 30, the actuator 46, the ECU 47 and the accelerator stroke sensor 50 delay the valve closing timing of the intake valve 18b so that the required output to the internal combustion engine is smaller. It constitutes a timing control means.

【0033】ここで、本装置によるエンジン出力の制御
方法について説明する。
Here, a method of controlling the engine output by this apparatus will be described.

【0034】上述したように、かかる構成は遅閉じミラ
ーサイクルのものであり、即ち可変カムシャフト22b
で動作される一方の吸気弁18b(以下可変吸気弁18
bといい、他方の吸気弁を固定吸気弁18aという)の
閉弁時期を制御して、エンジン出力を制御するものであ
る。
As mentioned above, such an arrangement is of a late closing Miller cycle, ie variable camshaft 22b.
One intake valve 18b (hereinafter referred to as the variable intake valve 18b
b), the other intake valve is referred to as a fixed intake valve 18a) and the closing timing of the intake valve is controlled to control the engine output.

【0035】具体的には以下の通りである。図7は、吸
気弁18a,18b及び排気弁19のバルブリフト線図
で、横軸にはクランク角に相当するピストン位置がとっ
てある。これから分かるように、固定吸気弁18aは常
に一定のタイミングで開閉するのに対し、可変吸気弁1
8bは、同一のプロフィール及びリフト量を保ったま
ま、その開閉タイミングのみが、固定吸気弁18aの開
閉タイミングに対し等しいか或いは遅延させられる。
Specifically, it is as follows. FIG. 7 is a valve lift diagram of the intake valves 18a and 18b and the exhaust valve 19, and the horizontal axis indicates the piston position corresponding to the crank angle. As can be seen from this, the fixed intake valve 18a always opens and closes at a constant timing, while the variable intake valve 1
In 8b, only the opening / closing timing thereof is equal to or delayed from the opening / closing timing of the fixed intake valve 18a while maintaining the same profile and lift amount.

【0036】つまり、アクセルペダル49の踏み込み量
が最大未満の場合に、可変吸気弁18bの開閉タイミン
グが遅延乃至遅角させられる。そしてこうなると、可変
吸気弁18bがピストン上昇中の圧縮行程の途中で閉弁
されるようになり、その閉弁前の圧縮行程中に吸入空気
が吸気ポート2や吸気マニホールド28内に逆流され、
これとともに燃料噴射量も少なくされてエンジン出力が
減小する訳である。より具体的には、アクセルペダル4
9の踏み込み量に応じて、つまり要求出力に基づき、EC
U 47がアクチュエータ46を介して制御レバー43を
動作させ、可変カムシャフト22bの位相変更を行っ
て、可変吸気弁18bの閉弁時期を制御する。
That is, when the depression amount of the accelerator pedal 49 is less than the maximum, the opening / closing timing of the variable intake valve 18b is delayed or retarded. Then, the variable intake valve 18b is closed in the middle of the compression stroke while the piston is rising, and the intake air is backflowed into the intake port 2 and the intake manifold 28 during the compression stroke before the closing of the piston.
Along with this, the fuel injection amount is also reduced and the engine output is reduced. More specifically, the accelerator pedal 4
EC depending on the amount of depression of 9
The U 47 operates the control lever 43 via the actuator 46, changes the phase of the variable cam shaft 22b, and controls the closing timing of the variable intake valve 18b.

【0037】なお、運転手がアクセルペダル49を最大
に踏み込めば、要求出力は最大となり、可変吸気弁18
bの開閉タイミングが固定吸気弁18aのそれと一致さ
れる。
If the driver depresses the accelerator pedal 49 to the maximum, the required output becomes maximum and the variable intake valve 18
The opening / closing timing of b is matched with that of the fixed intake valve 18a.

【0038】このように、かかる構成では閉弁時期が、
要求出力が大なるほどに進角され、要求出力が小なるほ
どに遅角される。なお、前述したように、スロットル弁
による吸気絞りが行われないため、絞り損失(ポンピン
グロス)が発生せず、燃費が改善される。
As described above, in this configuration, the valve closing timing is
The larger the required output is, the more the angle is advanced, and the smaller the required output is, the more the angle is retarded. As described above, intake throttle is not performed by the throttle valve, so throttling loss (pumping loss) does not occur and fuel consumption is improved.

【0039】上記構成によれば、筒内直接噴射式火花点
火機関とミラーサイクル式出力制御装置との組み合わせ
が達成される。そして、可変吸気弁18bの閉弁時期が
遅延されれば、シリンダ12乃至燃焼室17内の吸気
(空気)が吸気ポート2や吸気マニホールド28内に逆
流するようになる。一方、この逆流期間中に、インジェ
クタ16による燃料噴射もなされ、こうなると前述のよ
うに、吸気の逆流にのって燃料も逆流し、必要な燃料の
供給が困難となり、ミスファイヤ等の不具合が発生する
虞がある。
According to the above construction, the combination of the direct injection type spark ignition engine and the Miller cycle type output control device is achieved. Then, if the closing timing of the variable intake valve 18b is delayed, the intake air (air) in the cylinder 12 or the combustion chamber 17 will flow back into the intake port 2 or the intake manifold 28. On the other hand, during this backflow period, the fuel is also injected by the injector 16, and as described above, the backflow of the intake air also causes the backflow of the fuel, which makes it difficult to supply the necessary fuel and causes a problem such as misfire. It may occur.

【0040】そこで、かかる構成においては、実質的な
燃料噴射口である噴射口16a及び噴射口部15dを上
記の如く形成し、燃料噴霧Fを吸気弁18の離間側に指
向させ、逆流空気の影響をなくし、全ての燃料をシリン
ダ12内に残存させて燃焼に供するようにしている。こ
れにより、燃料の十分な供給が可能となり、ミスファイ
ヤ等の不具合を効果的に防止することができる。また、
インジェクタ16が燃料を下方へ噴射するため、その燃
料の勢いによっても燃料の逆流防止が可能となる。
Therefore, in such a structure, the injection port 16a and the injection port portion 15d, which are the substantial fuel injection ports, are formed as described above, and the fuel spray F is directed toward the separation side of the intake valve 18 so that the backflow air is generated. The influence is eliminated, and all the fuel is left in the cylinder 12 for combustion. As a result, sufficient fuel can be supplied, and problems such as misfire can be effectively prevented. Also,
Since the injector 16 injects the fuel downward, the backflow of the fuel can be prevented by the momentum of the fuel.

【0041】一方、筒内直接噴射によるメリットはその
まま引き継がれ、ミラーサイクル式出力制御装置との組
み合わせにより、燃費の飛躍的な改善が図れる。即ち、
ミラーサイクルでは、膨張比に対して圧縮比を小さくと
るか、このことは、遅閉じをしない全負荷、即ち最大出
力時では圧縮比が高くなるため、ノッキング等の問題を
生ずる。従って、一般的には固定吸気弁18a及び可変
吸気弁18bの開閉時期が同一となる全負荷では、吸気
弁の閉時期を下死点より遅らせて、圧縮比をあまり上げ
ないようにする必要があるが、筒内噴射と組合わせるこ
とにより、燃料の気比熱で圧縮始めの混合気温度を下げ
ることができると共に、筒内の混合気分布をノッキング
しにくい構成層化することにより通常の吸気管噴射方式
より、全負荷の圧縮比をあげてもノッキングをさけるこ
とができるメリットを有している。
On the other hand, the merit of in-cylinder direct injection is inherited as it is, and by combining with the Miller cycle type output control device, fuel efficiency can be dramatically improved. That is,
In the Miller cycle, the compression ratio is made smaller than the expansion ratio, or this causes a problem such as knocking because the compression ratio becomes high at the full load that does not delay closing, that is, at the maximum output. Therefore, generally, at a full load in which the fixed intake valve 18a and the variable intake valve 18b have the same opening / closing timing, it is necessary to delay the closing timing of the intake valve from the bottom dead center so as not to raise the compression ratio too much. However, by combining with in-cylinder injection, the mixture temperature at the beginning of compression can be lowered by the specific heat of the fuel, and the mixture distribution in the cylinder is layered so that knocking is difficult The injection method has the advantage that knocking can be avoided even if the compression ratio of the full load is increased.

【0042】なお、可変吸気弁18bの閉弁後に燃料噴
射を行っても燃料の逆流は防止されるが、これだと高回
転運転時に、点火時期前で燃料噴射を終了するにはあま
りに時間が短すぎる。このため、燃料噴射は、下死点か
ら点火時期(上死点前)までのピストン上昇中の間にも
行う必要があり、この場合にかかる構成は大変有利であ
る。
Even if the fuel injection is performed after the variable intake valve 18b is closed, the backflow of the fuel can be prevented. However, this is too much time to finish the fuel injection before the ignition timing during the high rotation operation. too short. Therefore, the fuel injection must be performed during the piston ascending from the bottom dead center to the ignition timing (before the top dead center), and the configuration in this case is very advantageous.

【0043】図8は、特に噴射口16a及び噴射口部1
5dと可変吸気弁18bとを平面図で概略的に示したも
ので、上記構成においては噴射口16a及び噴射口部1
5dの出口が排気弁19,19の中間位置に向き、燃料
噴霧Fの指向方向が排気弁19,19の中間位置となっ
ている。しかしながら、この指向方向は可変吸気弁18
bに対し離間側に設定すればよく、図のハッチングで示
す可変吸気弁18bの近傍領域を避ければよいため、例
えば、噴射口16a及び噴射口部15dの出口の向き及
び燃料噴霧Fの指向方向を、仮想線15e及びF1 で示
す如く、可変吸気弁18bの正反対方向に設定してもよ
い。
FIG. 8 particularly shows the injection port 16a and the injection port portion 1
5d and the variable intake valve 18b are schematically shown in a plan view. In the above-mentioned configuration, the injection port 16a and the injection port portion 1 are provided.
The outlet of 5d faces the intermediate position between the exhaust valves 19 and 19, and the direction of the fuel spray F is the intermediate position between the exhaust valves 19 and 19. However, this pointing direction is
It is only necessary to set it on the separated side with respect to b, and to avoid the area near the variable intake valve 18b shown by hatching in the figure. Therefore, for example, the directions of the outlets of the injection port 16a and the injection port portion 15d and the direction of the fuel spray F May be set in the diametrically opposite direction of the variable intake valve 18b, as indicated by virtual lines 15e and F 1 .

【0044】また、上記の如く、インジェクタ16から
噴射された燃料を噴射口16aの如く、斜めにする手段
とか噴射口部15dを介して指向させる方法ではなく、
インジェクタを適当に傾けたり、噴射位置に直接取り付
ける等して直接噴射する方法もある。この場合は、イン
ジェクタの取付穴が、燃料を指向させるための指向手段
をそのまま形成する。
Further, as described above, the fuel injected from the injector 16 is not directed by the means for inclining it like the injection port 16a or directing it through the injection port portion 15d.
There is also a method of directly injecting by injecting the injector appropriately or directly attaching to the injection position. In this case, the mounting hole of the injector directly forms the directing means for directing the fuel.

【0045】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明してきたが、本発明は上記の形態に限定されず様々
な形態が可能である。そして本装置は、稀薄燃焼を行う
リーンバーンエンジンに組み合わせることも可能であ
る。
Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various embodiments are possible. This device can also be combined with a lean burn engine that performs lean combustion.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
The present invention exhibits the following excellent effects.

【0047】(1) 吸気の逆流の影響をなくし、燃料
の逆流を確実に防止してミスファイヤ等の不具合を未然
に防げる。
(1) The influence of the backflow of the intake air is eliminated, and the backflow of the fuel is surely prevented, so that problems such as misfire can be prevented.

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

【図1】本発明に係る出力制御装置が適用されたエンジ
ンの縦断正面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional front view of an engine to which an output control device according to the present invention is applied.

【図2】シリンダヘッドを単体で示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a cylinder head alone.

【図3】図2のB−B線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 2;

【図4】図1の要部拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of FIG.

【図5】本発明に係る出力制御装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of an output control device according to the present invention.

【図6】位相変更装置の詳細を示す縦断面図である。FIG. 6 is a vertical sectional view showing details of a phase changing device.

【図7】吸気弁及び排気弁のバルブリフト線図である。FIG. 7 is a valve lift diagram of an intake valve and an exhaust valve.

【図8】噴射口部と可変吸気弁との位置関係を示す概略
平面図である。
FIG. 8 is a schematic plan view showing a positional relationship between an injection port portion and a variable intake valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 シリンダ 15d 噴射口部(指向手段) 16 インジェクタ(燃料噴射弁) 18b 可変吸気弁(吸気弁) 30 位相変更装置(閉弁時期制御手段) 46 アクチュエータ(閉弁時期制御手段) 47 ECU (閉弁時期制御手段) 50 アクセルストロークセンサ(閉弁時期制御手段) 12 cylinder 15d injection port (directing means) 16 injector (fuel injection valve) 18b variable intake valve (intake valve) 30 phase change device (valve closing timing control means) 46 actuator (valve closing timing control means) 47 ECU (closing valve) Timing control means) 50 Accelerator stroke sensor (valve closing timing control means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 41/04 320 F02D 41/04 320 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location F02D 41/04 320 F02D 41/04 320

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダ内に燃料を直接噴射する燃料噴
射弁と、吸気弁の閉弁時期を、内燃機関への要求出力に
基づき適宜遅延させる閉弁時期制御手段と、上記燃料噴
射弁から噴射される燃料を、上記吸気弁に対して離間側
に指向させる指向手段とを備えたことを特徴とする内燃
機関の出力制御装置。
1. A fuel injection valve for directly injecting fuel into a cylinder, a valve closing timing control means for appropriately delaying a closing timing of an intake valve based on a required output to an internal combustion engine, and an injection from the fuel injection valve. An output control device for an internal combustion engine, comprising: a directing means for directing the fuel to be injected to a side away from the intake valve.
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