JP2007303388A - 可変圧縮比内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内燃機関の燃焼室の容積をシリンダ軸方向に変更することによって前記内燃機関の圧縮比を制御する可変圧縮比内燃機関において、内燃機関の運転状態に基づく目標圧縮比εtが基準圧縮比ε0以上の場合には(S102)、圧縮比を目標圧縮比まで変更する(S103)。目標圧縮比εtが基準圧縮比ε0より低い場合には(S102)、圧縮比を変更するとともに燃焼室内のタンブル流の強度を強くする制御を実施する(S104)。
【選択図】図4
Description
内燃機関の圧縮比を制御する可変圧縮比機構と、
前記燃焼室におけるタンブル流の強度を変更する制御を行うタンブル流強度制御手段と、
を備え、
前記タンブル流強度制御手段は、前記可変圧縮比機構により制御された前記圧縮比に応じて前記タンブル流の強度を変更する制御を行うことを特徴とする。
維持することができる。なお、ここで所定の第2圧縮比とは、圧縮比がこれより低い場合には、タンブル流の強度を強くする制御を行わなければ燃焼室における燃焼の速度が遅くなり、燃焼の状態を適正に維持することが困難となる圧縮比であり、前述の第1圧縮比と同じ圧縮比としてもよい。また、第1負荷は、内燃機関の機関負荷がこれより低い場合には、タンブル流の強度を強くする制御を行っても機関の運転性能に著しい影響が及ばない閾値としての機関負荷であり、予め実験的に求めるようにしてもよい。
前記圧縮比が所定の第6圧縮比より高い場合には、前記圧縮比が高いほど前記タンブル流の強度を強くする制御を行うようにしてもよい。
る制御を行うようにしてもよい。また、前記タンブル流強度制御手段は、前記内燃機関の吸気ポートの軸方向に垂直な方向の断面形状を、該断面における前記燃焼室の中心側の幅が前記燃焼室の周辺側の幅より大きくなるように定めるようにしてもよい。さらに、前記タンブル流強度制御手段は、前記内燃機関のピストンの頂面に、前記タンブル流の生成を促進する凹凸部を有するようにしてもよい。
された状態で軸部9aに固定された正円形のカムプロフィールを有するカム部9bと、カム部9bと同一外形を有し軸部9aに対して回転可能に取り付けられた可動軸受部9cとを有し、カム軸9bと可動軸受部9cとが交互に配置されている。一対のカム軸9は鏡像の関係を有している。また、カム軸9の端部には、後述するギア10の取り付け部9dが
形成されている。軸部9aの中心軸と取り付け部9dの中心とは偏心しており、カム部9bの中心と取り付け部9dの中心とは一致している。
は吸気弁23及び排気弁24が往復運動可能に備えられている。また、吸気ポート21には、燃焼室20内におけるタンブル流の強度を調整可能なタンブル制御バルブ(以下、「TCV」という。)25が備えられている。このTCV25を閉弁することにより、吸気ポート21を通過する吸気に偏りを持たせて燃焼室20内に生成されるタンブル流の強度を強くすることができる。また、内燃機関1にはECU30(Electronic Control Unit
)が併設されている。このECU30は、内燃機関1における運転に関わる制御の他、上述の圧縮比を変更する制御、圧縮比の変更とともに燃焼室20内のタンブル流の強度を変更する制御を実行する。
度との関係を格納したマップを予め実験的に作成し、目標圧縮比εtに対応する目標タンブル流強度Ttを該マップから読み出して制御するようにしてもよい。このマップにおける目標圧縮比εtと目標タンブル流強度Ttとの間の関係の例を図5に示す。図5に示すように目標圧縮比εtが低くなるほど、目標タンブル流強度Ttを高くするようにしてもよい。
形状を設けるようにしてもよい。例えば、図10に示すように吸気弁23のシート付近の一部にマスク部26を設け、マスク部26の近傍からは吸気が燃焼室20に流入しづらいようにする。そうすれば、吸気の大部分が吸気ポート21のマスク部26と反対側から燃焼室20に流入することとなり、タンブル流の強度を強くすることができる。
焼室20に巻き上げる形態のタンブル流を生成させることができる。
ート21cの他に補助吸気通路31を有している。そして補助吸気通路31においては、補助バルブ28が回転可能に設けられている。補助吸気通路31は吸気ポート21cの上流側のメインスロットル29の上流から吸気を導いている。そして、吸気ポート21cにおける圧力P1に対して補助吸気通路31における圧力P2が高いことを利用して強力なタンブル流を生成することとしている。その際、図16(b)に示すように、補助バルブ28によって補助吸気通路31から噴出す空気流の方向を制御することにより燃焼室20に流入するタンブル流の方向及び強度を制御している。
2・・・シリンダ
3・・・シリンダブロック
4・・・クランクケース
9・・・カム軸
10・・・ギア
11a、11b・・・ウォームギア
12・・・モータ
15・・・ピストン
20・・・燃焼室
21・・・吸気ポート
22・・・排気ポート
23・・・吸気弁
24・・・排気弁
25・・・TCV
26・・・マスク部
27・・・ロータリーバルブ
28・・・補助バルブ
30・・・ECU
31・・・補助吸気通路
Claims (10)
- 内燃機関の燃焼室の容積をシリンダ軸方向に変更することによって前記内燃機関の圧縮比を制御する可変圧縮比機構と、
前記燃焼室におけるタンブル流の強度を変更する制御を行うタンブル流強度制御手段と、
を備え、
前記タンブル流強度制御手段は、前記可変圧縮比機構により制御された前記圧縮比に応じて前記タンブル流の強度を変更する制御を行うことを特徴とする可変圧縮比内燃機関。 - 前記タンブル流強度制御手段は、前記圧縮比が低いほど前記タンブル流の強度を強くする制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の可変圧縮比内燃機関。
- 前記タンブル流強度制御手段は、前記圧縮比が所定の第1圧縮比より低い場合に、前記タンブル流の強度を強くする制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の可変圧縮比内燃機関。
- 前記タンブル流強度制御手段は、前記圧縮比が所定の第2圧縮比より低く、且つ前記内燃機関の機関負荷が所定の第1負荷よりも低い場合に、前記タンブル流の強度を強くする制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の可変圧縮比内燃機関。
- 前記タンブル流強度制御手段は、前記圧縮比が所定の第3圧縮比より低い場合及び、前記圧縮比が前記第4圧縮比より高い場合に、前記タンブル流の強度を強くする制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の可変圧縮比内燃機関。
- 前記タンブル流強度制御手段は、前記圧縮比が所定の第5圧縮比より低い場合には、前記圧縮比が低いほど前記タンブル流の強度を強くする制御を行い、
前記圧縮比が所定の第6圧縮比より高い場合には、前記圧縮比が高いほど前記タンブル流の強度を強くする制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の可変圧縮比内燃機関。 - 前記タンブル流強度制御手段は、前記内燃機関の吸気ポートに設けられたタンブル流制御バルブを開閉することにより前記タンブル流の強度を変更する制御を行うことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の可変圧縮比内燃機関。
- 前記タンブル流強度制御手段は、前記内燃機関の吸気行程における吸気弁の開弁時期を変更することにより前記タンブル流の強度を変更する制御を行うことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の可変圧縮比内燃機関。
- 前記タンブル流強度制御手段は、前記内燃機関の吸気ポートの軸方向に垂直な方向の断面形状を、該断面における前記燃焼室の中心側の幅が前記燃焼室の周辺側の幅より大きくなるように定めることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の可変圧縮比内燃機関。
- 前記タンブル流強度制御手段は、前記内燃機関のピストンの頂面に、前記タンブル流の生成を促進する凹凸部を有することを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の可変圧縮比内燃機関。
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