JPS6187939A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、気筒毎に２つの吸気弁を備えた内燃機関の吸
気系の改善技術に関する。

〈従来の技術〉 この種の内燃機関の吸気系としては、例えば、第６図に
示すようなものがある（特願昭５８−２２５３５６号）
。

即ち、各気筒の２つの吸気弁ＩＡ、ＩＢを介装した２つ
の吸気ポー）２Ａ、２Ｂのうち一方、例えば吸気ポート
２Ａにバタフライ式の開閉弁３を設け、該開閉弁３を機
関低速時に閉じることにより他方の吸気ポート２Ｂのみ
から燃焼室４周壁に沿って流入する吸気流を利用して燃
焼室内にスワールを大きく発生させて低速時の燃焼性改
善を図ると共に、高速時は開閉弁３を開いて２つの吸気
ポート２Ａ、２Ｂを開通させることにより吸気抵抗を減
少させて吸気充填効率を高め出力向上を図っている。

また、開閉弁３は常用運転領域では開く頻度は少ないた
め、安定した空燃比制御の応答性を得るためにフューエ
ルインジェクタ５を常時開通している吸気ボー１−ＩＡ
側に設けている。

面、排気弁６Ａ、６Ｂと排気ポート７Ａ、７Ｂも２つず
つ（ｌｉｆｆえられ、点火栓８は燃焼室４の中心近くに
向けて設けられている。

ところで　このように各気筒毎にフューエルインジェク
タ５を有する電子制御燃料噴射装置を備えた吸気系にお
いては、機関の低速域では各気筒毎に独立して所定の時
期（クランク角位置）に燃料噴射を行ういわゆるシーケ
ンシャル噴射制御を行う一方、高速域では複数気筒（全
気筒を含む）同時に燃料噴射を行うグループ噴射制御を
行うようにしたものがある。

即ち、燃料が各気筒の吸気ボートに噴射されてから燃焼
室に至るまでの霧化、気化が最も良好な時！υＩに噴射
時期を設定して排気特性の向上、特に未Ｑｇ　ＨＣの低
減を図る上からはシーケンシャル噴射制御を行うことが
好ましいのであるが、高速域では、シーケンシャル噴射
制御を行うと高負荷時に各気筒の噴射期間がオーハラツ
ブする等制御が複雑となり、信頼性の面で問題を生じる
ため、グループ噴射制御に移行するようにしている。

一方、かかる吸気系においては、開閉弁３が開かれると
、略対称に形成された２つの吸気ボート２Ａ、２Ｂから
略同量の空気が平行に流れて燃焼室４に導入される。こ
の場合、フューエルインジェクタ５から噴射された燃料
は燃焼室４に入ってから、大部分は高度に発達した乱流
によりフューエルインジェクタ５の装着されない吸気ボ
ート２Ａから導入された空気とも混じり合うが、燃焼室
４の壁面（シリンダヘット面及びピストン面）に付着し
て形成されるクエンチ層はどうしてもフューエルインジ
ェクタ５の装着側の吸気ボート２Ｂに介装される吸気弁
ＩＢ付近に偏りやすく、厚いクエンチ層により未燃のま
ま排出されるＨＣが増加する傾向となる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、従来シーケンシャル噴射制御からグループ噴
射制御への切換は、比較的低速の２３０Ｏｒｐｍ近傍で
行われているため、グループ噴射制御後ある程度回転速
度が上昇するまでの間は、未ｇＨｃば増大し続ける。特
に開閉弁が開かれている場合には前記の理由により、こ
の傾向は顕著なものとなる。さらに回転速度が上昇ず乙
と、今度は燃焼特性上から未９ｉＨＣは減少する傾向と
なる。

また、シーケンシャル噴射制御を行う場合でも、従来、
必ずしも未燃ＨＣの排出■が最も低減する最適の噴射時
期に設定されているものではなかった。

本発明は、上記の実状に鑑みなされたもので、シーケン
シャル噴射制御における噴射時期及びグループ噴射制御
への切換回転速度を適切に設定するごとにより、未燃Ｈ
Ｃを可及的に低減できるようにした内燃機関の吸気装置
を提供することを目的とする。

く問題点を解決するだめの手段〉 このため本発明は、気筒毎に２つずつの吸気弁と吸気ボ
ートとを備え、一方の吸気ボートに開閉弁を備えた内燃
機関の一気装置において、最も未燃ＨＣの排出墳が多い
３６００ｒｐｍ付近までを各気筒毎に上死点後少し遅れ
た所定時間に噴射するシーケンシャル噴射制御を行う一
方、それを上回る回転速度領域では複数気筒同時に、燃
料噴射するグループ噴射制御に切り換える噴射時期制御
手段を設けた構成とする。

〈作用） このようにすればシーケンシャル噴射制御領域とグルー
プ噴射制御領域との全域に亘って未ＨＵＢ　ＨＣ排出量
を可及的に低減させることができる。

〈実施例〉 以下、本発明を排気ターボ過給機付機関に適用した実施
例を第１図及び第２図に基づいて説明する。

図において、内燃機関１１には吸気通路１２に介装され
たコンプレッサ１３Ａと排気通路１４に介装された排気
タービン１３Ｂとを同軸に連結した排気ターボ過給［１
３が搭載されている。排気タービン１３１３をバイパス
する排気バイパス通路１５には排気バイパス弁１６が介
装されており、過給圧に応じて排気バイパス流量を制御
して過給圧の過大防止を図っている。又、絞り弁１７下
流の吸気通路１２には、吸気圧力が所定値以上となるこ
とを防止するリリーフ弁１８が設けられている。

１９はコントロールユニットで、コンプレッサ１３Ａ上
流の吸気通路１２に介装されたエアフロメータ２０から
の吸気流量信号、ディストリビュータ２１がらの機関回
転速度信号、排気通路１４に設けたｏ２センサ２２から
の排気中酸素濃度信号、シリンダブロックに段重ノだノ
ックセンサ２３からのノック検出信号、トランスミッシ
ョン２４に設けた車速センサ２５からの車速信号等を入
力してディストリビュータ２１に最適に設定された点火
時期信号を出力すると共に、後述するフューエルインジ
ェクタに燃料噴射信号を出力する。この燃料噴射制御に
ついては後に詳述する。

また、第２図に示すように、各気筒毎に第１゜第２の吸
気弁２６八、２６Ｂと、これらを介装した第１、第２の
吸気ポート２７Ａ、２７Ｂ及び第１．第２の排気弁２８
八、２８Ｂとこれらを介装した第１．第２の排気ボート
２９Ａ、２９Ｂが設けられ、また第１の吸気ボー）２７
Ａに開閉弁３０、第２の吸気ポート２７Ｂにフューエル
インジェクタ３１が夫々装着される。

ここで、第１．第２の吸気弁２６Ａ、２６Ｂと第１゜第
２の排気弁２８Ａ、２８Ｂの作動特性は第３図に示すよ
うになっている。

また、前記開閉弁３０はその支軸３０ａがリンク機構を
介してダイヤフラム式アクチュエータ３２の出力ロソド
３２ａに連結し、該アクチュエータ３２の圧力作動室３
２ｂに導かれる過給圧が機関回転速度が急増するインタ
ーセプト点付近の圧力以上になると、リターンスプリン
グ３２ｃの付勢力に抗して出力ロット３２ａが延び出し
て開閉弁３０を閉から開に切換作動するようになってい
る。

以上水した構成において、機関の低速域では過給圧が小
さく、開閉弁３０が閉じることにより、閉時期の遅れ小
な第２の吸気弁２６Ｂのみを通じて吸気を行うことにな
り、スワールの生成作用と実質的な圧縮比が高められる
ことにより、低速域の燃焼性改善が図れる。一方高速域
では過給圧が増大してアクチュエータ３２の作動により
開閉弁３０が開いて閉時期の遅れ大な第１の吸気弁２６
Ａを併用して吸気を行うことにより、吸気の慢性効果を
有効に利用し、かつ、吸気抵抗を減少させて吸気充填効
率を高め、出力向上を図っている。

かかる構成において、本発明ではコントロールユニット
１９による燃料噴射制御を次のように行う。

即ち、機関回転速度が３６００ｒｐｍ付近の所定値に達
するまでの低・中速域では、各気筒（＃ｌ〜＃４）のフ
ューエルインジェクタ５による噴射（開始）時期を第４
図に示すように吸気行程上死点後少し遅らせて設定した
シーケンシャル噴射制御を行う。一方、前記所定値を上
回る高速域では、第５図に示すように全気筒同時に、か
つ、機関の１ザイクルで計４凹、具体的には４サイクル
４気筒機関の場合、各行程における上死点及び下死点後
少し遅れたクランク角１８０°毎の時期に噴射を行うよ
うグループ噴射制御に切り換えられる。

このようにコントロールユニット１９が噴射時１υ１切
換手段として機能する。

かかる燃料噴射制御により、従来グループ噴射制御に移
行していた２３００〜３６００ｒｐｍ付近までの最も未
燃ＨＣの排出量が大となる領域まで各気筒毎に吸気行程
上死点より少し遅れた最適な時期にシーケンシャル噴射
制御が行われることにより、吸気ポートに燃料が噴射さ
れてから燃焼室に至るまでの間に最適な条件で十分に霧
化、気化が促進され、未燃ＨＣの排出量を可及的に低減
できる。

一方、３６００ｒｐｍ近傍の所定値を上回る高連取では
、グループ噴射制御に切り換えられるが、各気筒で１サ
イクル当り複数回に分けて各行程の同一時期に噴射が行
われるため、気筒間の燃料の霧化。

気化特性にバラツキがなく、換言すれば、燃料の露化、
気化が十分行われにくい時期に噴射される燃料量をでき
るだけ少なくし、かつ、これに合わせて空燃比をＡＩ”
１ｍすること等によって総合的にグループ噴射制御にお
いても十分未燃ＨＣ排出量を低減できるのである。

尚、グループ噴射制御とすることにより各気筒の燃料噴
射時期のずれがなくなるため、安定した制御が行えるこ
とは勿論である。

また、本実施例では、グループ制御噴射において、全気
筒同時に噴射する構成としたが、複数気筒群ずつに分け
て噴射する構成してもよく、１サイクル当りの噴射回数
も２回等としても気筒間のバラツキはかなり低減され、
未燃ＨＣ排出量低減効果が得られる。

さらに本発明は、特に実施例のようにタービンロータの
耐熱上、排気温度を下げるため空燃比を濃くシているた
め、未燃ＨＣの排出量が大である排気ターボ過給機付内
燃機関に適合した場合有用性が大きい。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、シーゲンシャル
噴射制御における噴射時期と、グループ噴射制御への切
換を適切に設定したため、安定した制御性を薙保しつつ
全領域に亘って未燃ＨＣを可及的に低減できるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気装置
の全体構成を示す図、第２図は同上実施例の要部断面図
、第３図は同上実施例の吸・排気弁の作動特性を示す線
図、第４図は同上実施例のシーケンシャル噴射制御時の
噴射時期を示す図、第５図は同上実施例のグループ噴射
制御時の噴射時期を示す図、第６図は先願にかかる内燃
機関の吸気装置の一例を示す横断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 気筒毎に２つの吸気弁と、これら吸気弁を介装した２つ
   の吸気ポートとを備えると共に、各気筒の一方の吸気ポ
   ートに機関運転条件に応じて開閉する開閉弁を備え、か
   つ、燃料を前記一方の吸気ポートより他方の吸気ポート
   に多く供給するフューエルインジェクタを備えてなる内
   燃機関の吸気装置において、前記フューエルインジェク
   タによる各気筒の燃料噴射を、機関回転速度が少なくと
   も３６００ｒｐｍ付近までの低・中速域では吸気行程上
   死点後少し遅れた所定時期に行うようにシーケンシャル
   噴射制御する一方、それより高速域では複数気筒同時に
   、グループ噴射制御する噴射時期制御手段を設けたこと
   を特徴とする内燃機関の吸気装置。