JPH10169450A - 筒内噴射型内燃機関の制御装置 - Google Patents
筒内噴射型内燃機関の制御装置Info
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- JPH10169450A JPH10169450A JP8334156A JP33415696A JPH10169450A JP H10169450 A JPH10169450 A JP H10169450A JP 8334156 A JP8334156 A JP 8334156A JP 33415696 A JP33415696 A JP 33415696A JP H10169450 A JPH10169450 A JP H10169450A
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 筒内噴射型内燃機関において運転状態に応じ
て層状度合を向上するように吸気管長を変更し、燃焼の
安定化を図ると共に燃費の向上及び出力の向上を図るよ
うにした筒内噴射型内燃機関の制御装置を提供する。 【解決手段】 運転状態に応じて燃料噴射モードを少な
くとも圧縮行程噴射モードと、吸気行程噴射モードとを
選択する筒内噴射型内燃機関1であって、燃焼室5に空
気を導入すると共にその管長が変更可能な吸気管18
と、燃料噴射モードに応じて吸気管18の長さを変更す
ると共に燃焼室に供給される吸気流の層状度合を変更す
る層状度合変更手段18dとを備え、圧縮行程噴射モー
ドでは、層状度合を向上する方向に層状度合変更手段1
8dを作動させる。
て層状度合を向上するように吸気管長を変更し、燃焼の
安定化を図ると共に燃費の向上及び出力の向上を図るよ
うにした筒内噴射型内燃機関の制御装置を提供する。 【解決手段】 運転状態に応じて燃料噴射モードを少な
くとも圧縮行程噴射モードと、吸気行程噴射モードとを
選択する筒内噴射型内燃機関1であって、燃焼室5に空
気を導入すると共にその管長が変更可能な吸気管18
と、燃料噴射モードに応じて吸気管18の長さを変更す
ると共に燃焼室に供給される吸気流の層状度合を変更す
る層状度合変更手段18dとを備え、圧縮行程噴射モー
ドでは、層状度合を向上する方向に層状度合変更手段1
8dを作動させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内噴射型内燃機
関の制御装置に関する。
関の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジンの吸気管の形状は、燃焼室に吸
入される混合気量の分配等を決定するための要素の一つ
であり、エンジンの全運転領域(回転域)に亘り良好な
体吸気効率を得ると共に混合気を均等に分配することが
要求される。近年、吸気管に可変吸気機構を備え、エン
ジンの運転状態に応じて吸気管長を変化させることによ
り、最適な慣性過給効果を得ることにより吸気効率を向
上するようにしたものがある。この可変吸気機構には種
々のタイプがあり、例えば、吸気管の途中に可変吸気弁
(ICV)を設け、低回転では、可変吸気弁を閉じて吸
気管の管長を長くする(低速型ポートにする)ことによ
り、中低速度域での出力を増大させ、高回転では、可変
吸気弁を開いて吸気管の管長を短くする(高速型ポート
にする)ことにより、高速度域での出力を増大させるよ
うにした有効管長切換式のタイプがある。
入される混合気量の分配等を決定するための要素の一つ
であり、エンジンの全運転領域(回転域)に亘り良好な
体吸気効率を得ると共に混合気を均等に分配することが
要求される。近年、吸気管に可変吸気機構を備え、エン
ジンの運転状態に応じて吸気管長を変化させることによ
り、最適な慣性過給効果を得ることにより吸気効率を向
上するようにしたものがある。この可変吸気機構には種
々のタイプがあり、例えば、吸気管の途中に可変吸気弁
(ICV)を設け、低回転では、可変吸気弁を閉じて吸
気管の管長を長くする(低速型ポートにする)ことによ
り、中低速度域での出力を増大させ、高回転では、可変
吸気弁を開いて吸気管の管長を短くする(高速型ポート
にする)ことにより、高速度域での出力を増大させるよ
うにした有効管長切換式のタイプがある。
【0003】ところで、火花点火式内燃機関において、
有害排出ガス成分の低減や燃費の向上等を図るため、従
来の吸気管噴射型内燃機関に代えて燃焼室に直接燃料を
噴射する筒内噴射型内燃機関が提案されている。この筒
内噴射型内燃機関では、例えば、燃料噴射弁からピスト
ン頂部に設けたキャビティ内に燃料を噴射することで、
点火時点において点火プラグの周囲に理論空燃比に近い
空燃比の混合気を層状に生成させている。これにより、
全体に希薄な空燃比でも着火が可能となり、COやHC
の排出量が減少すると共に、アイドル運転時や低負荷走
行時の燃費を大幅に向上させることができる。そして、
このような筒内噴射型の内燃機関において、上述の可変
吸気機構を適用することで、更なる燃費の向上及び出力
の向上を図ることが可能であることが本発明者らの研究
により明らかになった。
有害排出ガス成分の低減や燃費の向上等を図るため、従
来の吸気管噴射型内燃機関に代えて燃焼室に直接燃料を
噴射する筒内噴射型内燃機関が提案されている。この筒
内噴射型内燃機関では、例えば、燃料噴射弁からピスト
ン頂部に設けたキャビティ内に燃料を噴射することで、
点火時点において点火プラグの周囲に理論空燃比に近い
空燃比の混合気を層状に生成させている。これにより、
全体に希薄な空燃比でも着火が可能となり、COやHC
の排出量が減少すると共に、アイドル運転時や低負荷走
行時の燃費を大幅に向上させることができる。そして、
このような筒内噴射型の内燃機関において、上述の可変
吸気機構を適用することで、更なる燃費の向上及び出力
の向上を図ることが可能であることが本発明者らの研究
により明らかになった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】筒内噴射型内燃機関に
は、吸気ポートからシリンダ内に流入する吸入空気をタ
ンブル流とすることにより燃焼を安定させものがあり、
このようにタンブル流等のシリンダ内の旋回流により燃
焼を安定するものでは、タンブル流が弱いと燃焼安定性
が悪化する虞がある。筒内噴射型内燃機関の吸気行程噴
射モード(前期噴射モード)では、燃料噴射から点火ま
での期間が長いためシリンダ内には均一な混合気が形成
される。このためタンブル流は均一な混合を促進するう
えで必要とはなるが燃焼安定性への影響は小さい。ま
た、圧縮行程の噴射モードでは、燃料噴射から点火まで
の期間が短いため点火プラグ周辺のみに理論空燃比近傍
の混合気を集める必要があり、そのためには強力なタン
ブル流が必要となる。即ち、筒内噴射型内燃機関では、
層状燃焼させている圧縮行程噴射モードにおいて比較的
強力なタンブル流が要求される。
は、吸気ポートからシリンダ内に流入する吸入空気をタ
ンブル流とすることにより燃焼を安定させものがあり、
このようにタンブル流等のシリンダ内の旋回流により燃
焼を安定するものでは、タンブル流が弱いと燃焼安定性
が悪化する虞がある。筒内噴射型内燃機関の吸気行程噴
射モード(前期噴射モード)では、燃料噴射から点火ま
での期間が長いためシリンダ内には均一な混合気が形成
される。このためタンブル流は均一な混合を促進するう
えで必要とはなるが燃焼安定性への影響は小さい。ま
た、圧縮行程の噴射モードでは、燃料噴射から点火まで
の期間が短いため点火プラグ周辺のみに理論空燃比近傍
の混合気を集める必要があり、そのためには強力なタン
ブル流が必要となる。即ち、筒内噴射型内燃機関では、
層状燃焼させている圧縮行程噴射モードにおいて比較的
強力なタンブル流が要求される。
【0005】一方、上述した有効管長切換式の可変吸気
機構は、吸気管の形状がエンジンルームのレイアウトや
ボンネットフードと干渉しないように設ける必要がある
ためその吸気管長が長くなると曲げられてその形状が複
雑となり、これに伴い吸気管長が長くなると断面形状が
複雑な変化をする。そして、吸気管長の短い方、又は長
い方の何れかの断面形状がいびつになるような制約を受
けることがある。このような複雑な曲がりは、タンブル
流の形成を阻害する可能性があり、断面積の変化が少な
い方がタンブル流の形成が阻害されず、また、断面積の
変化が大きくなるとタンブル流の形成が阻害されやす
い。このため可変吸気弁を開・閉することで吸気管長を
変更するタイプの可変吸気管においては、可変吸気弁の
開時、又は閉時の何れかにおいてタンブル流を阻害する
ような悪い影響を与える場合がある。
機構は、吸気管の形状がエンジンルームのレイアウトや
ボンネットフードと干渉しないように設ける必要がある
ためその吸気管長が長くなると曲げられてその形状が複
雑となり、これに伴い吸気管長が長くなると断面形状が
複雑な変化をする。そして、吸気管長の短い方、又は長
い方の何れかの断面形状がいびつになるような制約を受
けることがある。このような複雑な曲がりは、タンブル
流の形成を阻害する可能性があり、断面積の変化が少な
い方がタンブル流の形成が阻害されず、また、断面積の
変化が大きくなるとタンブル流の形成が阻害されやす
い。このため可変吸気弁を開・閉することで吸気管長を
変更するタイプの可変吸気管においては、可変吸気弁の
開時、又は閉時の何れかにおいてタンブル流を阻害する
ような悪い影響を与える場合がある。
【0006】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、筒内噴射型内燃機関において運転状態に応じて層状
度合を向上するように吸気管長を変更し、燃焼の安定化
を図ると共に燃費の向上及び出力の向上を図るようにし
た筒内噴射型内燃機関の制御装置を提供することを目的
とする。
で、筒内噴射型内燃機関において運転状態に応じて層状
度合を向上するように吸気管長を変更し、燃焼の安定化
を図ると共に燃費の向上及び出力の向上を図るようにし
た筒内噴射型内燃機関の制御装置を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、請求項1では、内燃機関の運転状態
に応じて、燃料噴射モードを少なくとも圧縮行程で燃料
噴射を行う圧縮行程噴射モードと、吸気行程で燃料噴射
を行う吸気行程噴射モードとを選択する筒内噴射型内燃
機関であって、前記内燃機関の燃焼室に空気を導入する
と共にその管長が変更可能な吸気管と、前記燃料噴射モ
ードに応じて前記吸気管の長さを変更すると共に前記燃
焼室に供給される吸気流の層状度合を変更する層状度合
変更手段とを備え、前記圧縮行程噴射モードでは、層状
度合を向上する方向に前記層状度合変更手段を作動させ
ることを特徴としている。
に本発明によれば、請求項1では、内燃機関の運転状態
に応じて、燃料噴射モードを少なくとも圧縮行程で燃料
噴射を行う圧縮行程噴射モードと、吸気行程で燃料噴射
を行う吸気行程噴射モードとを選択する筒内噴射型内燃
機関であって、前記内燃機関の燃焼室に空気を導入する
と共にその管長が変更可能な吸気管と、前記燃料噴射モ
ードに応じて前記吸気管の長さを変更すると共に前記燃
焼室に供給される吸気流の層状度合を変更する層状度合
変更手段とを備え、前記圧縮行程噴射モードでは、層状
度合を向上する方向に前記層状度合変更手段を作動させ
ることを特徴としている。
【0008】従って、層状度合の影響を受けやすい燃料
噴射モード即ち、圧縮行程噴射モードでは層状度を優先
させるためにタンブル流を強くして層状度合を向上させ
る。これにより、燃焼安定性を向上させて低燃費を達成
する。請求項2では、前記層状度合変更手段は、吸気管
長をその非作動時に比べてその作動時は短く設定すると
共に、層状度合がその作動時は向上することを特徴とし
ている。
噴射モード即ち、圧縮行程噴射モードでは層状度を優先
させるためにタンブル流を強くして層状度合を向上させ
る。これにより、燃焼安定性を向上させて低燃費を達成
する。請求項2では、前記層状度合変更手段は、吸気管
長をその非作動時に比べてその作動時は短く設定すると
共に、層状度合がその作動時は向上することを特徴とし
ている。
【0009】従って、可変吸気弁を開弁(作動)させて
閉弁(非作動)のときよりも管長を短くした方が吸気の
流れが良好となる形状の可変吸気管においては、圧縮噴
射モード時に管長を短くしてタンブル流を強くし、層状
度合を高くする。これにより、燃焼安定性が向上し、燃
費が向上する。請求項3では、前記層状度合変更手段
は、吸気管長をその非作動時に比べてその作動時は長く
設定すると共に、層状度合がその作動時は向上すること
を特徴としている。
閉弁(非作動)のときよりも管長を短くした方が吸気の
流れが良好となる形状の可変吸気管においては、圧縮噴
射モード時に管長を短くしてタンブル流を強くし、層状
度合を高くする。これにより、燃焼安定性が向上し、燃
費が向上する。請求項3では、前記層状度合変更手段
は、吸気管長をその非作動時に比べてその作動時は長く
設定すると共に、層状度合がその作動時は向上すること
を特徴としている。
【0010】従って、可変吸気弁を閉弁(作動)させて
開弁(非作動)のときよりも管長を長くした方が吸気の
流れが良好となる可変吸気管においては、圧縮噴射モー
ド時に管長を長くしてタンブル流を強くし、層状度合を
高くする。また、吸気管長が長いことで体積効率が向上
する。これにより機関の出力を増大しつつ燃焼安定性を
向上することが可能である。
開弁(非作動)のときよりも管長を長くした方が吸気の
流れが良好となる可変吸気管においては、圧縮噴射モー
ド時に管長を長くしてタンブル流を強くし、層状度合を
高くする。また、吸気管長が長いことで体積効率が向上
する。これにより機関の出力を増大しつつ燃焼安定性を
向上することが可能である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の態様を実施例
により説明する。図1は、本発明を適用した筒内噴射型
内燃機関(以下単に「エンジン」という)の概略構成図
である。エンジン1は、ガソリンエンジンであって、シ
リンダヘッド2には、各気筒毎に点火プラグ3と共に電
磁式の燃料噴射弁4も取り付けられており、これにより
燃焼室5内に燃料が直接噴射されるようになっている。
また、シリンダ6に上下摺動自在に保持されたピストン
7の頂面には、圧縮行程後期に燃料噴射弁4からの燃料
噴霧が到達する位置に、半球状の窪みであるキャビティ
8が形成されている。また、このエンジン1の圧縮比
は、吸気管噴射型のものに比べ高く(本実施例では、1
2程度)設定されている。動弁機構としてはDOHC4
弁式が採用されており、シリンダヘッド2の上部には、
吸排気弁9、10を各々駆動する吸気側カムシャフト1
1、排気側カムシャフト12が設けられている。
により説明する。図1は、本発明を適用した筒内噴射型
内燃機関(以下単に「エンジン」という)の概略構成図
である。エンジン1は、ガソリンエンジンであって、シ
リンダヘッド2には、各気筒毎に点火プラグ3と共に電
磁式の燃料噴射弁4も取り付けられており、これにより
燃焼室5内に燃料が直接噴射されるようになっている。
また、シリンダ6に上下摺動自在に保持されたピストン
7の頂面には、圧縮行程後期に燃料噴射弁4からの燃料
噴霧が到達する位置に、半球状の窪みであるキャビティ
8が形成されている。また、このエンジン1の圧縮比
は、吸気管噴射型のものに比べ高く(本実施例では、1
2程度)設定されている。動弁機構としてはDOHC4
弁式が採用されており、シリンダヘッド2の上部には、
吸排気弁9、10を各々駆動する吸気側カムシャフト1
1、排気側カムシャフト12が設けられている。
【0012】シリンダヘッド2には、両カムシャフト1
1、12との間を通り抜けるようにして略直立方向に吸
気ポート13が形成されており、この吸気ポート13を
通過した吸気流は燃焼室5内でタンブル流を発生可能と
されている。一方、排気ポート14は、通常のエンジン
と同様に略水平方向に形成され、大径のEGRポート1
5が分岐している。エンジン1には、冷却水温TW を検
出する水温センサ16、各気筒の所定のクランク位置で
クランク角信号SGTを出力するクランク角センサ17
であり、このクランク角センサはクランク角信号SGT
に基づきエンジン回転速度Neを検出可能としている。
更に、点火プラグ3に高電圧を出力する点火コイル19
等が設けられている。また、クランクシャフトの半分の
回転数で回転するカムシャフトには、気筒判別信号SG
Cを出力する気筒判別センサ(図示せず)が設けられ、
クランク角信号SGTがどの気筒のものか判別可能とさ
れている。
1、12との間を通り抜けるようにして略直立方向に吸
気ポート13が形成されており、この吸気ポート13を
通過した吸気流は燃焼室5内でタンブル流を発生可能と
されている。一方、排気ポート14は、通常のエンジン
と同様に略水平方向に形成され、大径のEGRポート1
5が分岐している。エンジン1には、冷却水温TW を検
出する水温センサ16、各気筒の所定のクランク位置で
クランク角信号SGTを出力するクランク角センサ17
であり、このクランク角センサはクランク角信号SGT
に基づきエンジン回転速度Neを検出可能としている。
更に、点火プラグ3に高電圧を出力する点火コイル19
等が設けられている。また、クランクシャフトの半分の
回転数で回転するカムシャフトには、気筒判別信号SG
Cを出力する気筒判別センサ(図示せず)が設けられ、
クランク角信号SGTがどの気筒のものか判別可能とさ
れている。
【0013】吸気ポート13には可変吸気管18を有す
る吸気マニホールド21を介してスロットルボディ2
3、吸気量補正手段として機能するステッパモータ式の
#1ABV弁(第1エアバイパスバルブ)24、エアフ
ローセンサ32及びエアクリーナ22を具えた吸気管2
5が接続されている。更に、吸気管25には、スロット
ルボディ23を迂回して吸気マニホールド21に吸気を
導入する大径のエアバイパスパイプ26が併設されてお
り、その管路にはリニアソレノイド式で大型の#2AB
V弁(第2エアバイパスバルブ)27が設けられてい
る。エアバイパスパイプ26は、吸気管25に準ずる流
路面積を有しており、#2ABV弁27の全開時にはエ
ンジン1の低中速域で要求される量の吸気が可能となっ
ている。一方、#1ABV弁24は、#2ABV弁27
より小さい流路面積を有しており、少量の吸気量を調整
する場合には#1ABV弁24を使用する。
る吸気マニホールド21を介してスロットルボディ2
3、吸気量補正手段として機能するステッパモータ式の
#1ABV弁(第1エアバイパスバルブ)24、エアフ
ローセンサ32及びエアクリーナ22を具えた吸気管2
5が接続されている。更に、吸気管25には、スロット
ルボディ23を迂回して吸気マニホールド21に吸気を
導入する大径のエアバイパスパイプ26が併設されてお
り、その管路にはリニアソレノイド式で大型の#2AB
V弁(第2エアバイパスバルブ)27が設けられてい
る。エアバイパスパイプ26は、吸気管25に準ずる流
路面積を有しており、#2ABV弁27の全開時にはエ
ンジン1の低中速域で要求される量の吸気が可能となっ
ている。一方、#1ABV弁24は、#2ABV弁27
より小さい流路面積を有しており、少量の吸気量を調整
する場合には#1ABV弁24を使用する。
【0014】スロットルボディ23には、流路を開閉す
るバタフライ式のスロットル弁28と共に、スロットル
弁28の開度θthを検出するスロットルポジションセン
サ29と、スロットル弁28の全閉状態を検出してエン
ジンのアイドリング状態を検出するアイドルスイッチ3
0とが備えられている。また、エアクリーナ22の内部
には吸気密度を求めるための大気圧センサ、吸気温セン
サ(共に図示せず)が配設されており、大気圧、吸気温
度に対応する信号を出力する。更に、吸気管25の入口
近傍には、吸入空気量Qaを検出するエアフローセンサ
32が配設されており、一吸気行程当たりの体積空気流
量に比例した渦発生信号を出力する。尚、エアフローセ
ンサに代えて吸気通路内の吸気圧を測定するブースト圧
センサを設けても良い。
るバタフライ式のスロットル弁28と共に、スロットル
弁28の開度θthを検出するスロットルポジションセン
サ29と、スロットル弁28の全閉状態を検出してエン
ジンのアイドリング状態を検出するアイドルスイッチ3
0とが備えられている。また、エアクリーナ22の内部
には吸気密度を求めるための大気圧センサ、吸気温セン
サ(共に図示せず)が配設されており、大気圧、吸気温
度に対応する信号を出力する。更に、吸気管25の入口
近傍には、吸入空気量Qaを検出するエアフローセンサ
32が配設されており、一吸気行程当たりの体積空気流
量に比例した渦発生信号を出力する。尚、エアフローセ
ンサに代えて吸気通路内の吸気圧を測定するブースト圧
センサを設けても良い。
【0015】可変吸気管18を図2に基づき詳細に説明
すると有効管長切換式の可変吸気装置あって、管路18
aと、この管路18aに接続される管路18b、18c
と、管長を切り換える可変吸気弁(ICV)18dとに
より構成されている。この可変吸気管18の管路18a
は管長が長く設定されており、エンジンルーム内に収納
するために複雑な形状に曲げられ、その断面積の変化も
大きい。特にいわゆる直立ポート式のV型エンジンで
は、エンジン上部とボンネットフードとのスペースの関
係上両バンク間に可変吸気管を設けることとなるが、そ
の場合、様々なエンジン部品との干渉を避けるためによ
り一層吸気管18bの断面積変化が大きくなる可能性が
ある。尚、管路18cは、比較的曲がりが少ない。
すると有効管長切換式の可変吸気装置あって、管路18
aと、この管路18aに接続される管路18b、18c
と、管長を切り換える可変吸気弁(ICV)18dとに
より構成されている。この可変吸気管18の管路18a
は管長が長く設定されており、エンジンルーム内に収納
するために複雑な形状に曲げられ、その断面積の変化も
大きい。特にいわゆる直立ポート式のV型エンジンで
は、エンジン上部とボンネットフードとのスペースの関
係上両バンク間に可変吸気管を設けることとなるが、そ
の場合、様々なエンジン部品との干渉を避けるためによ
り一層吸気管18bの断面積変化が大きくなる可能性が
ある。尚、管路18cは、比較的曲がりが少ない。
【0016】管路18aは、上流端がスロットルバルブ
に接続され、下流端に管路18b、18cの各上流端が
接続されている。管路18bの下流端は、管路18cの
上流端に接続されており、管路18cの下流端は、エン
ジン1の吸気ポート13に接続される。可変吸気弁18
dは、管路18cの上流端に設けられており、管路18
b又は18cの何れか一方を管路18aに接続する。ま
た、管路18a、18b、及び18cの接続部はサージ
タンクとして機能する。可変吸気弁18dは、図示のよ
うに閉弁されているときには管路18bが管路18aと
管路18cとの間に接続されて管長が長くなり、点線で
示すように開弁されたときには管路18aと管路18c
とが直接接続されて管路長が短くなると共に、管路の曲
がりが少なくなり、その断面積の変化も少なくなる。供
給される空気は、可変吸気弁18dが閉弁されていると
きには実線の矢印で示すように管路18a、18b、1
8cの経路で流れ、このときには吸気管18内の空気の
流れが悪くなりタンブル流が弱くなる。可変吸気弁18
dが開弁されているときには点線の矢印で示すように管
路18a、18cの経路で流れ、このときは吸気管18
内の空気の流れがスムーズとなりタンブル流が強くな
る。
に接続され、下流端に管路18b、18cの各上流端が
接続されている。管路18bの下流端は、管路18cの
上流端に接続されており、管路18cの下流端は、エン
ジン1の吸気ポート13に接続される。可変吸気弁18
dは、管路18cの上流端に設けられており、管路18
b又は18cの何れか一方を管路18aに接続する。ま
た、管路18a、18b、及び18cの接続部はサージ
タンクとして機能する。可変吸気弁18dは、図示のよ
うに閉弁されているときには管路18bが管路18aと
管路18cとの間に接続されて管長が長くなり、点線で
示すように開弁されたときには管路18aと管路18c
とが直接接続されて管路長が短くなると共に、管路の曲
がりが少なくなり、その断面積の変化も少なくなる。供
給される空気は、可変吸気弁18dが閉弁されていると
きには実線の矢印で示すように管路18a、18b、1
8cの経路で流れ、このときには吸気管18内の空気の
流れが悪くなりタンブル流が弱くなる。可変吸気弁18
dが開弁されているときには点線の矢印で示すように管
路18a、18cの経路で流れ、このときは吸気管18
内の空気の流れがスムーズとなりタンブル流が強くな
る。
【0017】可変吸気管18の可変吸気弁18dは、例
えば、ソレノイド33により開・閉制御され、当該ソレ
ノイド33は、後述する電子制御装置(ECU70)に
よりエンジン1の運転状態に応じてオン・オフ制御され
る。即ち、可変吸気管18は、エンジン1の運転状態に
応じてその管長が変更される。排気ポート14には、O
2 センサ40が取付けられた排気マニホールド41を介
して、三元触媒42や図示しないマフラー等を具えた排
気管43が接続している。また、上述のEGRポート1
5は、大径のEGRパイプ44を介して、スロットル弁
28の下流、且つ吸気マニホールド21の上流に接続さ
れており、その管路にはステッパモータ式のEGR弁4
5が設けられている。
えば、ソレノイド33により開・閉制御され、当該ソレ
ノイド33は、後述する電子制御装置(ECU70)に
よりエンジン1の運転状態に応じてオン・オフ制御され
る。即ち、可変吸気管18は、エンジン1の運転状態に
応じてその管長が変更される。排気ポート14には、O
2 センサ40が取付けられた排気マニホールド41を介
して、三元触媒42や図示しないマフラー等を具えた排
気管43が接続している。また、上述のEGRポート1
5は、大径のEGRパイプ44を介して、スロットル弁
28の下流、且つ吸気マニホールド21の上流に接続さ
れており、その管路にはステッパモータ式のEGR弁4
5が設けられている。
【0018】燃料タンク50の燃料は、電動式の低圧燃
料ポンプ51により吸い上げられ低圧フィードパイプ5
2を介してエンジン1側に送給される。低圧フィードパ
イプ52内の燃圧は、リターンパイプ53の管路に介装
された第1燃圧レギュレータ54により比較的低圧に調
圧される。エンジン1側に送給された燃料は、シリンダ
ヘッド2に取り付けられた高圧燃料ポンプ55により高
圧フィードパイプ56とデリバリパイプ57とを介して
各燃料噴射弁4に送給される。高圧燃料ポンプ55は、
排気側又は吸気側カムシャフト12、11により駆動さ
れ、エンジン1のアイドル運転時にも5MPa〜7MP
a以上の吐出圧を発生する。デリバリパイプ57内の燃
圧は、リターンパイプ58の管路に介装された第2燃圧
レギュレータ59により比較的高圧に調圧される。燃圧
切換弁60は、第2燃圧レギュレータ59に取り付けら
れており、オン状態で燃料をリリーフしてデリバリパイ
プ57内の燃圧を低燃圧に低下させることが可能であ
る。リターンパイプ61は、高圧燃料ポンプ55の潤滑
や冷却等を行った一部の燃料を燃料タンク50に還流さ
せる。
料ポンプ51により吸い上げられ低圧フィードパイプ5
2を介してエンジン1側に送給される。低圧フィードパ
イプ52内の燃圧は、リターンパイプ53の管路に介装
された第1燃圧レギュレータ54により比較的低圧に調
圧される。エンジン1側に送給された燃料は、シリンダ
ヘッド2に取り付けられた高圧燃料ポンプ55により高
圧フィードパイプ56とデリバリパイプ57とを介して
各燃料噴射弁4に送給される。高圧燃料ポンプ55は、
排気側又は吸気側カムシャフト12、11により駆動さ
れ、エンジン1のアイドル運転時にも5MPa〜7MP
a以上の吐出圧を発生する。デリバリパイプ57内の燃
圧は、リターンパイプ58の管路に介装された第2燃圧
レギュレータ59により比較的高圧に調圧される。燃圧
切換弁60は、第2燃圧レギュレータ59に取り付けら
れており、オン状態で燃料をリリーフしてデリバリパイ
プ57内の燃圧を低燃圧に低下させることが可能であ
る。リターンパイプ61は、高圧燃料ポンプ55の潤滑
や冷却等を行った一部の燃料を燃料タンク50に還流さ
せる。
【0019】車室内には、入出力装置、制御プログラム
や制御マップ等の記憶に供される記憶装置(ROM、R
AM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CPU)、
タイマカウンタ等を具えたECU(電子制御ユニット)
70が設置されており、このECU70によってエンジ
ン1の総合的な制御が行なわれる。ECU70の入力側
には、上述した各種センサ類をはじめ作動時にエンジン
1の負荷となるエアコン装置、パワーステアリング装
置、自動変速装置等の作動状況を検出するスイッチ類
(何れも図示せず)が接続され、各検出信号をECU7
0に供給している。尚、ECU70には、上述した各種
のセンサ類やスイッチ類の他に、図示しない多数のスイ
ッチやセンサ類が入力側に接続されており、出力側にも
各種警告灯や機器類等が接続されている。
や制御マップ等の記憶に供される記憶装置(ROM、R
AM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CPU)、
タイマカウンタ等を具えたECU(電子制御ユニット)
70が設置されており、このECU70によってエンジ
ン1の総合的な制御が行なわれる。ECU70の入力側
には、上述した各種センサ類をはじめ作動時にエンジン
1の負荷となるエアコン装置、パワーステアリング装
置、自動変速装置等の作動状況を検出するスイッチ類
(何れも図示せず)が接続され、各検出信号をECU7
0に供給している。尚、ECU70には、上述した各種
のセンサ類やスイッチ類の他に、図示しない多数のスイ
ッチやセンサ類が入力側に接続されており、出力側にも
各種警告灯や機器類等が接続されている。
【0020】ECU70は、上述した各種センサ類及び
スイッチ類からの検出信号に基づき、燃料噴射モードを
始めとして燃料噴射量、燃料噴射終了時期、点火時期、
EGRガスの導入量等を決定し、燃料噴射弁4、点火コ
イル19、EGR弁45等を駆動制御する。次に、前記
エンジン1の制御を簡単に説明する。
スイッチ類からの検出信号に基づき、燃料噴射モードを
始めとして燃料噴射量、燃料噴射終了時期、点火時期、
EGRガスの導入量等を決定し、燃料噴射弁4、点火コ
イル19、EGR弁45等を駆動制御する。次に、前記
エンジン1の制御を簡単に説明する。
【0021】運転者がイグニッションキースイッチをオ
ン操作すると、ECU70は、低圧燃料ポンプ51と燃
圧切換弁60をオンにして燃料噴射弁4に低燃圧の燃料
を供給する。これは、エンジン1のクランキング時には
高圧燃料ポンプ55が不完全にしか作動しないためであ
る。次に、運転者がイグニッションキースイッチをスタ
ート操作すると、エンジン1が図示しないスタータによ
ってクランキングされ、同時にECU70による燃料噴
射制御が開始される。このとき、ECU70は、吸気行
程噴射モード(前期噴射モード)を選択するとともに比
較的リッチな空燃比となるように燃料を増量して噴射す
る。これは、冷機時には燃料の気化率が低いことに基づ
いている。即ち、燃料を増量することで燃焼に寄与する
燃料を十分に確保するのである。また、ECU70は、
このような始動時には#2ABV弁27を閉鎖するた
め、燃焼室5への吸気はスロットル弁28の隙間や#1
ABV弁24を介して供給される。
ン操作すると、ECU70は、低圧燃料ポンプ51と燃
圧切換弁60をオンにして燃料噴射弁4に低燃圧の燃料
を供給する。これは、エンジン1のクランキング時には
高圧燃料ポンプ55が不完全にしか作動しないためであ
る。次に、運転者がイグニッションキースイッチをスタ
ート操作すると、エンジン1が図示しないスタータによ
ってクランキングされ、同時にECU70による燃料噴
射制御が開始される。このとき、ECU70は、吸気行
程噴射モード(前期噴射モード)を選択するとともに比
較的リッチな空燃比となるように燃料を増量して噴射す
る。これは、冷機時には燃料の気化率が低いことに基づ
いている。即ち、燃料を増量することで燃焼に寄与する
燃料を十分に確保するのである。また、ECU70は、
このような始動時には#2ABV弁27を閉鎖するた
め、燃焼室5への吸気はスロットル弁28の隙間や#1
ABV弁24を介して供給される。
【0022】始動が完了してエンジン1がアイドル運転
を開始すると、高圧燃料ポンプ55が定格の吐出作動を
始める。これを受けてECU70は燃圧切換弁60をオ
フにして燃料噴射弁4に高圧の燃料を供給する。そし
て、冷却水温TW が所定値に上昇するまでECU70
は、始動時と同様に吸気行程噴射モードを選択して燃料
を噴射してリッチな空燃比を確保すると共に、#2AB
V弁27も継続して閉鎖する。ちなみにエアコン等の補
機類の負荷の増減に応じたアイドル回転数の制御は、従
来の吸気管噴射型エンジンと同様に#1ABV弁24に
よって行われる。更に、所定サイクルが経過してO2 セ
ンサ40が活性化されると、ECU70はO 2 センサ4
0の出力電圧に応じて空燃比フィードバック制御を開始
し、有害排出ガス成分を三元触媒42により浄化させ
る。このように、冷機時においては、吸気管噴射型エン
ジンと略同様の燃料噴射制御が行われるが、吸気管13
の壁面への燃料滴の付着などがないため、制御の応答性
や精度は向上する。
を開始すると、高圧燃料ポンプ55が定格の吐出作動を
始める。これを受けてECU70は燃圧切換弁60をオ
フにして燃料噴射弁4に高圧の燃料を供給する。そし
て、冷却水温TW が所定値に上昇するまでECU70
は、始動時と同様に吸気行程噴射モードを選択して燃料
を噴射してリッチな空燃比を確保すると共に、#2AB
V弁27も継続して閉鎖する。ちなみにエアコン等の補
機類の負荷の増減に応じたアイドル回転数の制御は、従
来の吸気管噴射型エンジンと同様に#1ABV弁24に
よって行われる。更に、所定サイクルが経過してO2 セ
ンサ40が活性化されると、ECU70はO 2 センサ4
0の出力電圧に応じて空燃比フィードバック制御を開始
し、有害排出ガス成分を三元触媒42により浄化させ
る。このように、冷機時においては、吸気管噴射型エン
ジンと略同様の燃料噴射制御が行われるが、吸気管13
の壁面への燃料滴の付着などがないため、制御の応答性
や精度は向上する。
【0023】エンジン1の暖機が終了すると、ECU7
0は吸入空気量Qa又はスロットル開度θth等から得た
目標平均有効圧(目標負荷)Pe とエンジン回転数(回
転速度)Ne とに基づき、燃料噴射制御マップから現在
の燃料噴射制御領域を検索し、燃料噴射モード及び燃料
噴射量と燃料の噴射時期とを決定して燃料噴射弁4を駆
動する他、#1、#2ABV弁24、27やEGR弁4
5の開弁制御等も行う。ちなみにアイドル運転時等の低
負荷・低回転運転時には図3のマップに示されるように
圧縮行程噴射リーン域(後期噴射リーン域)となるた
め、ECU70は、圧縮行程噴射モード(後期噴射モー
ド)を選択すると共に#2ABV弁27及びEGR弁4
5を運転状態に応じて開弁し、リーンな空燃比(例えば
30から40程度)となるように燃料を噴射する。
0は吸入空気量Qa又はスロットル開度θth等から得た
目標平均有効圧(目標負荷)Pe とエンジン回転数(回
転速度)Ne とに基づき、燃料噴射制御マップから現在
の燃料噴射制御領域を検索し、燃料噴射モード及び燃料
噴射量と燃料の噴射時期とを決定して燃料噴射弁4を駆
動する他、#1、#2ABV弁24、27やEGR弁4
5の開弁制御等も行う。ちなみにアイドル運転時等の低
負荷・低回転運転時には図3のマップに示されるように
圧縮行程噴射リーン域(後期噴射リーン域)となるた
め、ECU70は、圧縮行程噴射モード(後期噴射モー
ド)を選択すると共に#2ABV弁27及びEGR弁4
5を運転状態に応じて開弁し、リーンな空燃比(例えば
30から40程度)となるように燃料を噴射する。
【0024】この時点では、吸気ポート13から流入し
た吸気流がタンブル流を形成し、その燃料噴霧がピスト
ン7のキャビティ8内に保存される。その結果、点火時
点において点火プラグ3の周囲には理論空燃比近傍の混
合気が層状に形成されることになり、全体としてリーン
な空燃比でも着火が可能となる。これによりCOやHC
の排出が極少量に抑えられると共に、ポンピングロスの
低減も相俟って燃費が大幅に向上する。補機負荷等の増
減に応じたアイドル回転数の制御は、燃料噴射量を増減
させることにより行うため、従来のように吸気を制御す
るものに比べ制御応答性も非常に高くなる。また、EC
U70は、この制御領域ではEGRバルブ45を開放
し、燃焼室5内に大量(例えば30%以上)のEGRガ
スを導入することにより、NOxも大幅に低減させる。
た吸気流がタンブル流を形成し、その燃料噴霧がピスト
ン7のキャビティ8内に保存される。その結果、点火時
点において点火プラグ3の周囲には理論空燃比近傍の混
合気が層状に形成されることになり、全体としてリーン
な空燃比でも着火が可能となる。これによりCOやHC
の排出が極少量に抑えられると共に、ポンピングロスの
低減も相俟って燃費が大幅に向上する。補機負荷等の増
減に応じたアイドル回転数の制御は、燃料噴射量を増減
させることにより行うため、従来のように吸気を制御す
るものに比べ制御応答性も非常に高くなる。また、EC
U70は、この制御領域ではEGRバルブ45を開放
し、燃焼室5内に大量(例えば30%以上)のEGRガ
スを導入することにより、NOxも大幅に低減させる。
【0025】また、定速走行時等の中負荷域は、その負
荷状態やエンジン回転速度Ne に応じて、図3中の吸気
行程噴射リーン域(前期噴射リーン域)、或いは理論空
燃比フィードバック域(ストイキオフィードバック域)
あるいはオープンループ域(エンリッチモード)となる
ため、ECU70は、吸気行程噴射モードを選択すると
共に、所定の空燃比となるように燃料を噴射する。即
ち、吸気行程噴射リーン域では、比較的リーンな空燃比
(例えば20〜23程度)となるように#1、#2AB
V弁24、27の開弁量と燃料噴射量とを制御し、EG
Rバルブ45を閉鎖する。また、理論空燃比フィードバ
ック域では、#2ABV弁27とEGR弁45とを開閉
制御すると共に、O2 センサ40の出力電圧に応じて空
燃比が理論空燃比近傍になるように空燃比フィードバッ
ク制御を行う。
荷状態やエンジン回転速度Ne に応じて、図3中の吸気
行程噴射リーン域(前期噴射リーン域)、或いは理論空
燃比フィードバック域(ストイキオフィードバック域)
あるいはオープンループ域(エンリッチモード)となる
ため、ECU70は、吸気行程噴射モードを選択すると
共に、所定の空燃比となるように燃料を噴射する。即
ち、吸気行程噴射リーン域では、比較的リーンな空燃比
(例えば20〜23程度)となるように#1、#2AB
V弁24、27の開弁量と燃料噴射量とを制御し、EG
Rバルブ45を閉鎖する。また、理論空燃比フィードバ
ック域では、#2ABV弁27とEGR弁45とを開閉
制御すると共に、O2 センサ40の出力電圧に応じて空
燃比が理論空燃比近傍になるように空燃比フィードバッ
ク制御を行う。
【0026】この場合、吸気ポート13から流入した吸
気流がタンブル流を形成するためタンブル流による乱れ
の効果により、リーンな空燃比でも着火が可能となる。
また、理論空燃比フィードバック域では、比較的高い圧
縮比により大きな出力が得られると共に、有害排出ガス
成分が三元触媒42により浄化すると共に、EGRバル
ブ45を制御し、燃焼室5内に適量のEGRガスを導入
することにより、NOxの発生を低減させる。
気流がタンブル流を形成するためタンブル流による乱れ
の効果により、リーンな空燃比でも着火が可能となる。
また、理論空燃比フィードバック域では、比較的高い圧
縮比により大きな出力が得られると共に、有害排出ガス
成分が三元触媒42により浄化すると共に、EGRバル
ブ45を制御し、燃焼室5内に適量のEGRガスを導入
することにより、NOxの発生を低減させる。
【0027】急加速時や高速走行時等の高負荷域は、図
3中のオープンループ域(エンリッチモード)となるた
め、ECU70は、吸気行程噴射モードを選択すると共
に#2ABV弁27を閉鎖し、吸入空気量Qa又はスロ
ットル開度θthやエンジン回転速度Ne 等に応じて、比
較的リッチな空燃比(理論空燃比よりも濃化側の空燃
比)となるように燃料を噴射する。
3中のオープンループ域(エンリッチモード)となるた
め、ECU70は、吸気行程噴射モードを選択すると共
に#2ABV弁27を閉鎖し、吸入空気量Qa又はスロ
ットル開度θthやエンジン回転速度Ne 等に応じて、比
較的リッチな空燃比(理論空燃比よりも濃化側の空燃
比)となるように燃料を噴射する。
【0028】尚、中高速走行中の惰行運転時は燃料カッ
ト域となるためECU70は、燃料噴射を停止する。こ
れにより、燃費が向上すると同時に有害排出ガス成分の
排出量も低減される。この燃料カットは、エンジン回転
速度Ne が復帰回転速度より低下した場合や、運転者が
アクセルペダルを踏み込んだ場合には即座に中止され
る。
ト域となるためECU70は、燃料噴射を停止する。こ
れにより、燃費が向上すると同時に有害排出ガス成分の
排出量も低減される。この燃料カットは、エンジン回転
速度Ne が復帰回転速度より低下した場合や、運転者が
アクセルペダルを踏み込んだ場合には即座に中止され
る。
【0029】次に、可変吸気管18の管長制御について
図2に基づき説明する。図2に示す可変吸気管18は、
可変吸気弁18dが閉じると長くなって低速型のポート
となり、開くと短くなって高速型のポートとなる。可変
吸気管18は、長くなると断面積変化の影響によりタン
ブル流が弱くなる傾向にあり、短くなると断面積変化の
影響が小さくなりタンブル流が強くなる。
図2に基づき説明する。図2に示す可変吸気管18は、
可変吸気弁18dが閉じると長くなって低速型のポート
となり、開くと短くなって高速型のポートとなる。可変
吸気管18は、長くなると断面積変化の影響によりタン
ブル流が弱くなる傾向にあり、短くなると断面積変化の
影響が小さくなりタンブル流が強くなる。
【0030】前述したように筒内噴射型内燃機関では、
タンブル流を利用して燃焼を安定させるような効果を得
ており、タンブル流は、可変吸気管18の可変吸気弁1
8dの選択により変化する。そこで、エンジン1の燃料
噴射モード(運転状態)に応じて層状度合が向上する方
向に可変吸気弁18dを開閉制御する。ところで、圧縮
行程モードでは、圧縮後期に燃料を噴射し、点火プラグ
近傍に比較的濃い混合気を安定して形成するために強い
タンブル流が必要である。従って、圧縮行程噴射モード
では、可変吸気弁18dを開いて可変吸気管18の管長
を短くする。即ち、層状度合の影響を受けやすい圧縮噴
射モードにおいては、層状度を優先し、タンブル比が低
くならないように吸気がなるべくスムーズに流れる方の
吸気管18cを選択する。これにより燃焼室5内のタン
ブル流の形成が阻害されず排ガスが低減(THC)し燃
費が向上する。
タンブル流を利用して燃焼を安定させるような効果を得
ており、タンブル流は、可変吸気管18の可変吸気弁1
8dの選択により変化する。そこで、エンジン1の燃料
噴射モード(運転状態)に応じて層状度合が向上する方
向に可変吸気弁18dを開閉制御する。ところで、圧縮
行程モードでは、圧縮後期に燃料を噴射し、点火プラグ
近傍に比較的濃い混合気を安定して形成するために強い
タンブル流が必要である。従って、圧縮行程噴射モード
では、可変吸気弁18dを開いて可変吸気管18の管長
を短くする。即ち、層状度合の影響を受けやすい圧縮噴
射モードにおいては、層状度を優先し、タンブル比が低
くならないように吸気がなるべくスムーズに流れる方の
吸気管18cを選択する。これにより燃焼室5内のタン
ブル流の形成が阻害されず排ガスが低減(THC)し燃
費が向上する。
【0031】エンジン1が吸気行程噴射リーンモードの
運転状態にあるときには、可変吸気弁18dを開いてタ
ンブル流を増やす。これにより燃焼室内の燃料の急速燃
焼を可能とすることで、均一な希薄混合気の燃焼が安定
する。また、エンジン1が吸気行程噴射ストイキオモー
ドの運転状態にあるときには、可変吸気弁18dを開
く。これにより、燃焼速度が向上して抗ノック性が向上
し、点火時期を進角することが可能となる。そして、点
火時期を進角させることで、燃費の向上が図られる。
運転状態にあるときには、可変吸気弁18dを開いてタ
ンブル流を増やす。これにより燃焼室内の燃料の急速燃
焼を可能とすることで、均一な希薄混合気の燃焼が安定
する。また、エンジン1が吸気行程噴射ストイキオモー
ドの運転状態にあるときには、可変吸気弁18dを開
く。これにより、燃焼速度が向上して抗ノック性が向上
し、点火時期を進角することが可能となる。そして、点
火時期を進角させることで、燃費の向上が図られる。
【0032】エンジン1が低速時の吸気行程噴射エンリ
ッチのオープンループ(O/L)モード即ち、低速高負
荷運転領域にあるときには、可変吸気弁18dを閉じて
吸気管18の管長を長くする。吸気管18が長くなる
と、慣性過給効果により吸気効率の向上によるトルクが
増大する。また、エンジン1が高速時の吸気行程噴射エ
ンリッチのオープンループ(O/L)モードの運転状態
にあるときには、可変吸気弁18dを開くことで吸気効
率の向上が図られ、トルクが増大する。
ッチのオープンループ(O/L)モード即ち、低速高負
荷運転領域にあるときには、可変吸気弁18dを閉じて
吸気管18の管長を長くする。吸気管18が長くなる
と、慣性過給効果により吸気効率の向上によるトルクが
増大する。また、エンジン1が高速時の吸気行程噴射エ
ンリッチのオープンループ(O/L)モードの運転状態
にあるときには、可変吸気弁18dを開くことで吸気効
率の向上が図られ、トルクが増大する。
【0033】図4は、本発明に適用する可変吸気管の他
の実施例を示す断面図である。可変吸気管80の低速用
管路81は、長く、大きな円弧をなして略半円形状に滑
らかに湾曲し、上流端がサージタンク85に、下流端が
エンジン1の吸気ポート13に接続される。高速用の管
路82は、低速用管路81よりも短く、略直管をなし、
管路81の略直径方向に配置されてその上流端、下流端
が夫々低速用管路81の上流端、下流端に連通接続され
ている。そして、管路82の下流端には可変吸気弁83
が設けられている。この可変吸気弁83は、ソレノイド
84により開閉制御され、当該ソレノイド84は、EC
U70によりエンジンの運転状態や燃料噴射モード等に
応じて制御される。また、スロットルバルブは、サージ
タンク85の上流側に接続される。
の実施例を示す断面図である。可変吸気管80の低速用
管路81は、長く、大きな円弧をなして略半円形状に滑
らかに湾曲し、上流端がサージタンク85に、下流端が
エンジン1の吸気ポート13に接続される。高速用の管
路82は、低速用管路81よりも短く、略直管をなし、
管路81の略直径方向に配置されてその上流端、下流端
が夫々低速用管路81の上流端、下流端に連通接続され
ている。そして、管路82の下流端には可変吸気弁83
が設けられている。この可変吸気弁83は、ソレノイド
84により開閉制御され、当該ソレノイド84は、EC
U70によりエンジンの運転状態や燃料噴射モード等に
応じて制御される。また、スロットルバルブは、サージ
タンク85の上流側に接続される。
【0034】可変吸気管80は、可変吸気弁83の閉弁
時には管路82が閉塞され、吸気が実線の矢印のように
低速用管路81を通して吸気ポート13に流れる。可変
吸気弁83の開弁時には、管路82が開口され、吸気が
点線の矢印のように管長の短い管路82を通して吸気ポ
ート13に流れる。低速用の管路81は、サージタンク
85から吸気ポート13までの経路が大きく滑らかに湾
曲していることで管内の吸気の流れが良好であり、タン
ブル流の形成を阻害せず層状度合が向上する。一方、高
速用の吸気管82は、上流端及び下流端がサージタンク
85及び吸気ポート13に対して変曲点を有するように
略直角に接続されるために吸気の流れが大きく阻害され
る。更に、可変吸気弁83が開弁時に低速用の管路81
に突出することで吸気ポート13の吸気に乱れを与え、
また、管路82内の吸気が管路81内に乱入する。この
ため管路82を通して吸気ポート13に流れる吸気の流
れが悪くなり、タンブル流が弱くなって層状度合が低下
する。
時には管路82が閉塞され、吸気が実線の矢印のように
低速用管路81を通して吸気ポート13に流れる。可変
吸気弁83の開弁時には、管路82が開口され、吸気が
点線の矢印のように管長の短い管路82を通して吸気ポ
ート13に流れる。低速用の管路81は、サージタンク
85から吸気ポート13までの経路が大きく滑らかに湾
曲していることで管内の吸気の流れが良好であり、タン
ブル流の形成を阻害せず層状度合が向上する。一方、高
速用の吸気管82は、上流端及び下流端がサージタンク
85及び吸気ポート13に対して変曲点を有するように
略直角に接続されるために吸気の流れが大きく阻害され
る。更に、可変吸気弁83が開弁時に低速用の管路81
に突出することで吸気ポート13の吸気に乱れを与え、
また、管路82内の吸気が管路81内に乱入する。この
ため管路82を通して吸気ポート13に流れる吸気の流
れが悪くなり、タンブル流が弱くなって層状度合が低下
する。
【0035】このように管長の長い方が短い方よりもタ
ンブル流を阻害しない形状の可変吸気管では、少なくと
も圧縮噴射モードにおいて、タンブル流が弱くならない
ように吸気がなるべくスムーズに流れる方の低速用の管
路81を選択する。これにより燃焼室5内のタンブル流
が増えて層状度合が向上し、燃焼が安定する。
ンブル流を阻害しない形状の可変吸気管では、少なくと
も圧縮噴射モードにおいて、タンブル流が弱くならない
ように吸気がなるべくスムーズに流れる方の低速用の管
路81を選択する。これにより燃焼室5内のタンブル流
が増えて層状度合が向上し、燃焼が安定する。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項1では、層状度合の影響を受けやすい燃料噴射モー
ドでは層状度を優先させてタンブル流を強くして層状度
合を向上させることで、燃焼を向上させて低燃費を達成
しつつ、吸気効率を向上させて出力を向上をさせること
が可能となる。
求項1では、層状度合の影響を受けやすい燃料噴射モー
ドでは層状度を優先させてタンブル流を強くして層状度
合を向上させることで、燃焼を向上させて低燃費を達成
しつつ、吸気効率を向上させて出力を向上をさせること
が可能となる。
【0037】請求項2では、可変吸気弁を開弁(作動)
させて閉弁(非作動)のときよりも管長を短くした方が
吸気の流れが良好となる形状の可変吸気管においては、
圧縮噴射モード時に管長を短くしてタンブル流を強く
し、層状度合を高くすることで、燃焼安定性が向上し、
燃費が向上する。請求項3では、可変吸気弁を閉弁(作
動)させて開弁(非作動)のときよりも管長を長くした
方が吸気の流れが良好となる可変吸気管においては、圧
縮噴射モード時に管長を長くしてタンブル流を強くし、
層状度合を高くする。これにより燃焼安定性が向上す
る。また、吸気管長が長いことで吸入効率が向上し、出
力の向上が図られる。
させて閉弁(非作動)のときよりも管長を短くした方が
吸気の流れが良好となる形状の可変吸気管においては、
圧縮噴射モード時に管長を短くしてタンブル流を強く
し、層状度合を高くすることで、燃焼安定性が向上し、
燃費が向上する。請求項3では、可変吸気弁を閉弁(作
動)させて開弁(非作動)のときよりも管長を長くした
方が吸気の流れが良好となる可変吸気管においては、圧
縮噴射モード時に管長を長くしてタンブル流を強くし、
層状度合を高くする。これにより燃焼安定性が向上す
る。また、吸気管長が長いことで吸入効率が向上し、出
力の向上が図られる。
【図1】本発明に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図2】図1の筒内噴射型内燃機関の可変吸気管の一例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図3】図1の筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御マッ
プである。
プである。
【図4】可変吸気管の他の例を示す断面図である。
1 エンジン 3 点火プラグ 4 燃料噴射弁 5 燃焼室 6 シリンダ 7 ピストン 18 可変吸気管 18d 可変吸気弁 33、84 ソレノイド 70 ECU 80 可変吸気管 81 低速用管路 82 高速用管路 83 可変吸気弁
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 43/00 301 F02D 43/00 301E
Claims (3)
- 【請求項1】 内燃機関の運転状態に応じて、燃料噴射
モードを少なくとも圧縮行程で燃料噴射を行う圧縮行程
噴射モードと、吸気行程で燃料噴射を行う吸気行程噴射
モードとを選択する筒内噴射型内燃機関であって、 前記内燃機関の燃焼室に空気を導入すると共にその管長
が変更可能な吸気管と、 前記燃料噴射モードに応じて前記吸気管の長さを変更す
ると共に前記燃焼室に供給される吸気流の層状度合を変
更する層状度合変更手段とを備え、 前記圧縮行程噴射モードでは、層状度合を向上する方向
に前記層状度合変更手段を作動させることを特徴とする
筒内噴射型内燃機関の制御装置。 - 【請求項2】 前記層状度合変更手段は、吸気管長をそ
の非作動時に比べてその作動時は短く設定すると共に、
層状度合がその作動時は向上することを特徴とする請求
項1記載の筒内噴射型内燃機関の制御装置。 - 【請求項3】 前記層状度合変更手段は、吸気管長をそ
の非作動時に比べてその作動時は長く設定すると共に、
層状度合がその作動時は向上することを特徴とする請求
項1記載の筒内噴射型内燃機関の制御装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33415696A JP3250475B2 (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 筒内噴射型内燃機関の制御装置 |
DE69720384T DE69720384T2 (de) | 1996-12-13 | 1997-12-10 | Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung |
EP97121748A EP0848146B1 (en) | 1996-12-13 | 1997-12-10 | Control apparatus for an in-cylinder injection type internal combustion engine |
US08/990,144 US5937821A (en) | 1996-12-13 | 1997-12-12 | Control apparatus for an in-cylinder injection type internal combustion engine |
CN97114184A CN1090282C (zh) | 1996-12-13 | 1997-12-12 | 气缸内喷射式内燃机控制装置 |
KR1019970068419A KR100237534B1 (ko) | 1996-12-13 | 1997-12-13 | 기통내분사형 내연기관의 제어장치 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10169450A true JPH10169450A (ja) | 1998-06-23 |
JP3250475B2 JP3250475B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=18274170
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP33415696A Expired - Fee Related JP3250475B2 (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 筒内噴射型内燃機関の制御装置 |
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---|---|
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JP2010281303A (ja) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
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1996
- 1996-12-13 JP JP33415696A patent/JP3250475B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1997
- 1997-12-10 DE DE69720384T patent/DE69720384T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-10 EP EP97121748A patent/EP0848146B1/en not_active Expired - Lifetime
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