JPH0486355A - 筒内燃料噴射式内燃機関 - Google Patents
筒内燃料噴射式内燃機関Info
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- JPH0486355A JPH0486355A JP2199002A JP19900290A JPH0486355A JP H0486355 A JPH0486355 A JP H0486355A JP 2199002 A JP2199002 A JP 2199002A JP 19900290 A JP19900290 A JP 19900290A JP H0486355 A JPH0486355 A JP H0486355A
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- timing
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- fuel
- air
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Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/028—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation for two-stroke engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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。
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、気筒内に燃料噴射を行なう燃料噴射弁を備え
、軽負荷時には、燃料噴射時期を遅延させて筒内混合気
の成層化を図る筒内燃料噴射式内燃機関に関する。
、軽負荷時には、燃料噴射時期を遅延させて筒内混合気
の成層化を図る筒内燃料噴射式内燃機関に関する。
一般にエンジンの軽負荷運転時には、燃料供給量が低下
するため形成される混合気が希薄になり点火が困難にな
る。特に2ザイクルエンジンでは軽負荷時に気筒内に残
留する既燃ガス量が増大するためこの傾向が強く、燃焼
室内に噴射した燃料が燃焼室内に一様に分散してしまう
と着火性が悪化して燃焼が不安定になる。一方、逆に高
負荷時には燃料供給量が増大するため、大量に噴射され
る燃料噴霧を燃焼室内に均一に分散させないと燃焼状態
が悪化して高出力が得られない。このような燃料噴射に
対する相反した要求を満足させるために軽負荷時と高負
荷時とで燃料噴射時期を変えるようにしたエンジンがあ
る。この種のエンジンの例としては特表昭63−500
322号公報に記載されたものがある。同公報に記載の
エンジンでは低負荷低速時には燃料噴射時期を遅延させ
、筒内の空気流動が静定し、かつ点火時までに完全な拡
散が生じないようなタイミングで燃料を噴射することに
より噴射された燃料を燃焼室上部に成層化して点火プラ
グ近傍に濃混合気を形成して着火性の向上を図っている
。また、高負荷、高回転時には燃料噴射時期を上記より
早い通常のタイミングに戻して噴射された燃料が燃焼室
内に均一に拡散する時期を確保している。
するため形成される混合気が希薄になり点火が困難にな
る。特に2ザイクルエンジンでは軽負荷時に気筒内に残
留する既燃ガス量が増大するためこの傾向が強く、燃焼
室内に噴射した燃料が燃焼室内に一様に分散してしまう
と着火性が悪化して燃焼が不安定になる。一方、逆に高
負荷時には燃料供給量が増大するため、大量に噴射され
る燃料噴霧を燃焼室内に均一に分散させないと燃焼状態
が悪化して高出力が得られない。このような燃料噴射に
対する相反した要求を満足させるために軽負荷時と高負
荷時とで燃料噴射時期を変えるようにしたエンジンがあ
る。この種のエンジンの例としては特表昭63−500
322号公報に記載されたものがある。同公報に記載の
エンジンでは低負荷低速時には燃料噴射時期を遅延させ
、筒内の空気流動が静定し、かつ点火時までに完全な拡
散が生じないようなタイミングで燃料を噴射することに
より噴射された燃料を燃焼室上部に成層化して点火プラ
グ近傍に濃混合気を形成して着火性の向上を図っている
。また、高負荷、高回転時には燃料噴射時期を上記より
早い通常のタイミングに戻して噴射された燃料が燃焼室
内に均一に拡散する時期を確保している。
上記特表昭63−500322号公報のエンジンのよう
に低負荷領域で燃料噴射時期を遅延させることは燃焼状
態を安定させる上で効果がある。しかし、上記のように
気筒内に直接燃料噴射を行なうエンジンの場合燃料噴射
時期を遅延させることにより以下に説明する問題が生じ
ている。
に低負荷領域で燃料噴射時期を遅延させることは燃焼状
態を安定させる上で効果がある。しかし、上記のように
気筒内に直接燃料噴射を行なうエンジンの場合燃料噴射
時期を遅延させることにより以下に説明する問題が生じ
ている。
すなわち、噴射時期を遅延する場合、燃料噴射は気筒の
圧縮行程中に行なわれることになり、噴射時期を遅延す
るほど筒内の圧力が上昇してしまう問題がある。通常、
筒内噴射を行なう場合、噴射された燃料を微粒化するた
めに燃料に高い噴射圧力を加えノズルでの流速を高くす
る必要があるが、筒内圧力が高いと燃料噴射圧力と筒内
圧力との差が小さくなりノズルでの流速が低下してしま
い充分な燃料の微粒化を得ることができなくなる。
圧縮行程中に行なわれることになり、噴射時期を遅延す
るほど筒内の圧力が上昇してしまう問題がある。通常、
筒内噴射を行なう場合、噴射された燃料を微粒化するた
めに燃料に高い噴射圧力を加えノズルでの流速を高くす
る必要があるが、筒内圧力が高いと燃料噴射圧力と筒内
圧力との差が小さくなりノズルでの流速が低下してしま
い充分な燃料の微粒化を得ることができなくなる。
これを防止するためには燃料の供給圧力を予め高く設定
して噴射時期を遅延させた場合でも充分な圧力差を得ら
れるようにする必要があり、燃料系統全体の設計圧力を
上げなければならなくなる問題がある。
して噴射時期を遅延させた場合でも充分な圧力差を得ら
れるようにする必要があり、燃料系統全体の設計圧力を
上げなければならなくなる問題がある。
また、筒内に直接燃料を噴射する場合、微粒化を良好に
するため、燃料を圧縮空気と共に燃料室内に噴射するエ
アブラスト弁を用いることがあるが、エアブラスト弁を
使用した場合に上記燃料噴射時期の遅延を行なおうとす
ると噴射に用いる圧縮空気の圧力を上げなければならず
、圧縮機等圧力空気発生源の消費動力が増大し、燃費が
大幅に悪化してしまう問題が生じている。
するため、燃料を圧縮空気と共に燃料室内に噴射するエ
アブラスト弁を用いることがあるが、エアブラスト弁を
使用した場合に上記燃料噴射時期の遅延を行なおうとす
ると噴射に用いる圧縮空気の圧力を上げなければならず
、圧縮機等圧力空気発生源の消費動力が増大し、燃費が
大幅に悪化してしまう問題が生じている。
本発明は上記問題に鑑み、筒内燃料噴射を行なうエンジ
ンで燃料の供給圧や噴射空気圧を上昇させずに燃料噴射
時期を遅延させることのできる装置を提供することを目
的としている。
ンで燃料の供給圧や噴射空気圧を上昇させずに燃料噴射
時期を遅延させることのできる装置を提供することを目
的としている。
本発明は、気筒内に燃料噴射を行なう時期を遅延させる
場合に同時にバルブタイミングを変更することにより燃
料噴射時の筒内圧力を低く抑えたことを特徴としている
。
場合に同時にバルブタイミングを変更することにより燃
料噴射時の筒内圧力を低く抑えたことを特徴としている
。
すなわち、本発明によれば気筒内に燃料噴射を行なう燃
料噴射弁を備え、軽負荷時には中、高負荷時よりも燃料
噴射時期を遅延させる筒内燃料噴射式内燃機関において
、 可変バルブタイミング手段を設け、軽負荷時に、前記燃
料噴射時期遅延とともに、少くとも吸気弁と排気弁のう
ち、気筒圧縮行程時に遅く閉じる方の弁の閉弁時期を遅
延させるようにしたことを特徴とする筒内燃料噴射式内
燃機関が提供される。
料噴射弁を備え、軽負荷時には中、高負荷時よりも燃料
噴射時期を遅延させる筒内燃料噴射式内燃機関において
、 可変バルブタイミング手段を設け、軽負荷時に、前記燃
料噴射時期遅延とともに、少くとも吸気弁と排気弁のう
ち、気筒圧縮行程時に遅く閉じる方の弁の閉弁時期を遅
延させるようにしたことを特徴とする筒内燃料噴射式内
燃機関が提供される。
圧縮行程時に遅く閉じる方の弁の閉弁時期を遅延させる
ことにより実質的な圧縮行程開始が遅れる。従って燃料
噴射時期を遅延させた場合でも同時に上記弁の閉弁時期
遅延操作を行ない圧縮行程の開始時期を遅延させること
により燃料噴射時の筒内圧力を低く維持することができ
る。
ことにより実質的な圧縮行程開始が遅れる。従って燃料
噴射時期を遅延させた場合でも同時に上記弁の閉弁時期
遅延操作を行ない圧縮行程の開始時期を遅延させること
により燃料噴射時の筒内圧力を低く維持することができ
る。
第1図は本発明を適用する筒内燃料噴射式内燃機関の一
例を示している。図において、1はエンジンであり、本
実施例では、それぞれ独立したカム軸2a、2bにより
開閉駆動される給気弁と排気弁とを備えた2サイクル機
関が使用されている。
例を示している。図において、1はエンジンであり、本
実施例では、それぞれ独立したカム軸2a、2bにより
開閉駆動される給気弁と排気弁とを備えた2サイクル機
関が使用されている。
上記カム軸2a、2bはクランク軸2からチェーン若し
くはベルトにより駆動されるが、それぞれのカム軸2a
・2bには後述する可変バルブタイミング装置3a・3
bが設けられており、それぞれのバルブの開閉タイミン
グを変更できるようになっている。
くはベルトにより駆動されるが、それぞれのカム軸2a
・2bには後述する可変バルブタイミング装置3a・3
bが設けられており、それぞれのバルブの開閉タイミン
グを変更できるようになっている。
また、本実施例ではエンジン吸気系にはクランク軸2か
ら機械的に駆動されるルーツ型圧縮機から成る過給機4
が備えられており、エンジン吸気は図示しないエアクリ
ーナから吸気管5に入りエアフロメータ6で計量された
後スロットル弁7を通り過給機4で昇圧され、給気弁か
らエンジン燃焼室に入り、燃料噴射弁8から燃焼室内に
噴射された燃料と混合し、図示しない点火プラグにより
着火されて燃焼した後排気弁から排気管9に排出される
。本実施例では燃料噴射弁8は後述するように圧縮空気
と共に燃料を噴射するエアブラスト弁が用いられている
。
ら機械的に駆動されるルーツ型圧縮機から成る過給機4
が備えられており、エンジン吸気は図示しないエアクリ
ーナから吸気管5に入りエアフロメータ6で計量された
後スロットル弁7を通り過給機4で昇圧され、給気弁か
らエンジン燃焼室に入り、燃料噴射弁8から燃焼室内に
噴射された燃料と混合し、図示しない点火プラグにより
着火されて燃焼した後排気弁から排気管9に排出される
。本実施例では燃料噴射弁8は後述するように圧縮空気
と共に燃料を噴射するエアブラスト弁が用いられている
。
また、10はディジタルコンピュータから成る電子制御
ユニット(以下ECUという)であり、双方向性バス1
1によって双互に接続されたROM(リードオンリメモ
リ)12、RAM(ランダムアクセスメモリ) 13、
CPU (マイクロプロセッサ)14、入力ポート15
、出力ポート16を具備している。
ユニット(以下ECUという)であり、双方向性バス1
1によって双互に接続されたROM(リードオンリメモ
リ)12、RAM(ランダムアクセスメモリ) 13、
CPU (マイクロプロセッサ)14、入力ポート15
、出力ポート16を具備している。
BCLI 10の出力ポート16はそれぞれ駆動回路り
を介して可変バルブタイミング装置3a、3b及び燃料
噴射弁8と接続されており、本発明のバルブタイミング
変更と燃料噴射時期遅延の制御を行なっている。また、
この制御のためECU 10の人力ポート15には吸気
管5のエアフロメータ6がA/D変換器を介して接続さ
れている他、クランク軸2の回転数を検出するエンジン
回転数センサ19が接続されており、それぞれエンジン
吸入空気量とエンジン回転数とを入力している。
を介して可変バルブタイミング装置3a、3b及び燃料
噴射弁8と接続されており、本発明のバルブタイミング
変更と燃料噴射時期遅延の制御を行なっている。また、
この制御のためECU 10の人力ポート15には吸気
管5のエアフロメータ6がA/D変換器を介して接続さ
れている他、クランク軸2の回転数を検出するエンジン
回転数センサ19が接続されており、それぞれエンジン
吸入空気量とエンジン回転数とを入力している。
第2図は本実施例で燃料噴射弁8として使用するエアブ
ラスト弁の断面を示す図である。エアブラスト弁8のハ
ウジング21には気筒燃焼室20に開口するノズル口2
4が設けられ、ハウジング21内には該ノズル口を開閉
するニードル23が延設されている。ニードル23は付
勢スプリング27により燃焼室20から遠ざかる方向に
付勢されニードル23の先端部の弁体25がノズル口2
4を閉鎖している。また、ニードル23の弁体25と反
対側の端部は可動コア28に当接しており、ハウジング
21内にはこの可動コア28を燃焼室20の方向に吸引
するソレノイド30が設けられている。ソレノイド30
が励磁されると可動コア28は燃焼室20に向けて移動
しニードル23をスプリング27の付勢力に抗して押動
するためノズル24が開口するようになっている。
ラスト弁の断面を示す図である。エアブラスト弁8のハ
ウジング21には気筒燃焼室20に開口するノズル口2
4が設けられ、ハウジング21内には該ノズル口を開閉
するニードル23が延設されている。ニードル23は付
勢スプリング27により燃焼室20から遠ざかる方向に
付勢されニードル23の先端部の弁体25がノズル口2
4を閉鎖している。また、ニードル23の弁体25と反
対側の端部は可動コア28に当接しており、ハウジング
21内にはこの可動コア28を燃焼室20の方向に吸引
するソレノイド30が設けられている。ソレノイド30
が励磁されると可動コア28は燃焼室20に向けて移動
しニードル23をスプリング27の付勢力に抗して押動
するためノズル24が開口するようになっている。
一方ハウジング21内にはノズル室32が形成されてい
る。ノズル室32には燃料注入弁36の噴射口が開口し
ている他、圧縮空気流入通路33が設けられ、圧縮機等
の圧縮空気源34に接続されている。また、ノズル室3
2は圧縮空気流出通路35を介してノズル口24に連通
している。
る。ノズル室32には燃料注入弁36の噴射口が開口し
ている他、圧縮空気流入通路33が設けられ、圧縮機等
の圧縮空気源34に接続されている。また、ノズル室3
2は圧縮空気流出通路35を介してノズル口24に連通
している。
前記ソレノイド30が消磁されているときはノズル口2
4が閉鎖されているためノズル室32、圧縮空気通路3
3.35内は圧縮空気源34からの圧縮空気で満たされ
ている。燃料注入弁36からノズル室32への燃料噴射
はエアブラスト弁8のノズル24が開口する前のこの状
態で行なわれ、注入弁36から噴射された燃料は弁体2
5の近傍に集まる他、ノズル室32や圧縮空気通路33
・35の壁面に付着する。次いで燃焼室20への燃料噴
射時期が来るとソレノイド30が励磁されノズル口24
が開口する。ノズル口24が開口するとハウジング21
内の圧縮空気がノズル口24から噴出し、弁体25近傍
の燃料を燃焼室20内に噴射すると共に圧縮空気源34
から圧縮空気通路33.35を通ってノズル口24から
噴出する空気流が通路壁面に付着した燃料を運び去る。
4が閉鎖されているためノズル室32、圧縮空気通路3
3.35内は圧縮空気源34からの圧縮空気で満たされ
ている。燃料注入弁36からノズル室32への燃料噴射
はエアブラスト弁8のノズル24が開口する前のこの状
態で行なわれ、注入弁36から噴射された燃料は弁体2
5の近傍に集まる他、ノズル室32や圧縮空気通路33
・35の壁面に付着する。次いで燃焼室20への燃料噴
射時期が来るとソレノイド30が励磁されノズル口24
が開口する。ノズル口24が開口するとハウジング21
内の圧縮空気がノズル口24から噴出し、弁体25近傍
の燃料を燃焼室20内に噴射すると共に圧縮空気源34
から圧縮空気通路33.35を通ってノズル口24から
噴出する空気流が通路壁面に付着した燃料を運び去る。
従ってノズル口24が開口すると、燃料注入弁36から
注入された燃料の全量が直ちにノズル口24から圧縮空
気と共に噴射されるため、噴射を短時間で完了できると
共に噴射燃料の良好な微粒化を得ることができる。
注入された燃料の全量が直ちにノズル口24から圧縮空
気と共に噴射されるため、噴射を短時間で完了できると
共に噴射燃料の良好な微粒化を得ることができる。
第3図は通常運転時、すなわち燃料噴射時期を遅延させ
ない場合のバルブタイミングと燃料噴射時期との関係を
示す図である。図においてE、OB、Cは排気弁のそれ
ぞれ開弁、閉弁時期を、1.OI、Cは給気弁の開弁、
閉弁時期を表わし、BDC。
ない場合のバルブタイミングと燃料噴射時期との関係を
示す図である。図においてE、OB、Cは排気弁のそれ
ぞれ開弁、閉弁時期を、1.OI、Cは給気弁の開弁、
閉弁時期を表わし、BDC。
TDCはそれぞれ下死点、上死点である。本実施例では
E、0. E、CはそれぞれBBDC(下死点)80度
、ABDC(下死点後)40度また1、O,I、CはB
BDC50度、ABDC70度程度にとられている。ま
た図の区間Fはエアブラスト弁8内に燃料を注入する。
E、0. E、CはそれぞれBBDC(下死点)80度
、ABDC(下死点後)40度また1、O,I、CはB
BDC50度、ABDC70度程度にとられている。ま
た図の区間Fはエアブラスト弁8内に燃料を注入する。
時期を、区間Iはエアブラスト弁を開弁じて燃焼室内に
燃料を噴射する時期を示している。第3図かられかるよ
うに通常時の燃料噴射時期は、排気弁閉弁後に行ない、
噴射された燃料が排気弁から流出するのを防止すると共
に、給気弁から流入する新気に乗って燃焼室内に均一に
拡散する時間を確保している。第3図区間工では、給気
弁が閉弁しておらず実際の圧縮行程(第3図区間C)が
開始されていないため気筒内に圧力は略給気圧力に等し
くなっており、エアブラスト弁8に供給する圧縮空気の
圧力は3〜5kg/cnfG程度でも充分に良好な燃料
微粒化を得ることができる。次に軽負荷時に燃料噴射時
期を遅延させる場合について考える。前述のように軽負
荷時には濃混合気を点火プラグ近傍に成層化させるため
噴射燃料が点火前に燃焼室内に拡散しないように、噴射
時期を遅延させるが、区間Iの状態から噴射時期を遅延
させた場合(第3図区間ビ)燃料噴射は給気弁が閉弁し
て圧縮行程(区間C)が開始されてから行なわれるため
噴射時期を遅らせれば遅らせるほど筒内圧力は上昇して
いる。従って区間Iの場合と同じ圧縮空気供給圧力では
、燃焼室へ燃料噴射を行なうことができなくなる。従っ
て、第3図区間I′のように例えば圧縮行程の中間付近
で噴射を行なうためには7〜9kg/cMG程度の高圧
の圧縮空気を用いなければならなくなる。このためには
、燃料供給系統の設計圧力を上げると共に、圧縮機等の
圧縮空気源の吐出圧を大幅に上げる必要が生じ、圧縮機
駆動動力の増大のため燃費が極度に悪化することになる
。
燃料を噴射する時期を示している。第3図かられかるよ
うに通常時の燃料噴射時期は、排気弁閉弁後に行ない、
噴射された燃料が排気弁から流出するのを防止すると共
に、給気弁から流入する新気に乗って燃焼室内に均一に
拡散する時間を確保している。第3図区間工では、給気
弁が閉弁しておらず実際の圧縮行程(第3図区間C)が
開始されていないため気筒内に圧力は略給気圧力に等し
くなっており、エアブラスト弁8に供給する圧縮空気の
圧力は3〜5kg/cnfG程度でも充分に良好な燃料
微粒化を得ることができる。次に軽負荷時に燃料噴射時
期を遅延させる場合について考える。前述のように軽負
荷時には濃混合気を点火プラグ近傍に成層化させるため
噴射燃料が点火前に燃焼室内に拡散しないように、噴射
時期を遅延させるが、区間Iの状態から噴射時期を遅延
させた場合(第3図区間ビ)燃料噴射は給気弁が閉弁し
て圧縮行程(区間C)が開始されてから行なわれるため
噴射時期を遅らせれば遅らせるほど筒内圧力は上昇して
いる。従って区間Iの場合と同じ圧縮空気供給圧力では
、燃焼室へ燃料噴射を行なうことができなくなる。従っ
て、第3図区間I′のように例えば圧縮行程の中間付近
で噴射を行なうためには7〜9kg/cMG程度の高圧
の圧縮空気を用いなければならなくなる。このためには
、燃料供給系統の設計圧力を上げると共に、圧縮機等の
圧縮空気源の吐出圧を大幅に上げる必要が生じ、圧縮機
駆動動力の増大のため燃費が極度に悪化することになる
。
本発明は、バルブタイミングの変更により上記の燃料噴
射時の筒内圧上昇を抑制することを特徴としている。第
4図は、燃料噴射時期を遅延させると共に給、排気弁の
タイミングを遅延させた状態を示している。バルブタイ
ミングは燃料噴射時期と略同量だけ遅延され、給気弁が
燃料噴射完了時近傍で閉弁するようにされる。これによ
り実際の圧縮行程(第4図区間C’ )の開始が遅れる
ため、燃料噴射時の筒内圧力上昇を押えることが可能と
なり従来と同じ空気圧力で燃料噴射時期を遅延させるこ
とができる。
射時の筒内圧上昇を抑制することを特徴としている。第
4図は、燃料噴射時期を遅延させると共に給、排気弁の
タイミングを遅延させた状態を示している。バルブタイ
ミングは燃料噴射時期と略同量だけ遅延され、給気弁が
燃料噴射完了時近傍で閉弁するようにされる。これによ
り実際の圧縮行程(第4図区間C’ )の開始が遅れる
ため、燃料噴射時の筒内圧力上昇を押えることが可能と
なり従来と同じ空気圧力で燃料噴射時期を遅延させるこ
とができる。
第4図では給気弁と排気弁双方の開閉タイミングを遅延
させているが、本発明の実施のためには、圧縮行程にお
いて遅く閉じる方の弁の閉弁時期、すなわち本実施例に
おいては給気弁の閉弁時期のみを遅延させるだけで筒内
圧力の上昇を抑制することができる。本実施例では燃料
噴射時期とバルブタイミングとはエンジンが所定の運転
領域に入ったときにそれぞれ一定値(40度〜50度程
度)遅延される。第5図は燃料噴射とバルブタイミング
の遅延操作を行なう運転領域を示し、縦軸は機関負荷を
表わすパラメータとしてエンジン1回転当りの吸入空気
量(Q/N) 、横軸は機関回転数(N)で表示されて
おり、図の領域■が遅延操作を行なう領域である。
させているが、本発明の実施のためには、圧縮行程にお
いて遅く閉じる方の弁の閉弁時期、すなわち本実施例に
おいては給気弁の閉弁時期のみを遅延させるだけで筒内
圧力の上昇を抑制することができる。本実施例では燃料
噴射時期とバルブタイミングとはエンジンが所定の運転
領域に入ったときにそれぞれ一定値(40度〜50度程
度)遅延される。第5図は燃料噴射とバルブタイミング
の遅延操作を行なう運転領域を示し、縦軸は機関負荷を
表わすパラメータとしてエンジン1回転当りの吸入空気
量(Q/N) 、横軸は機関回転数(N)で表示されて
おり、図の領域■が遅延操作を行なう領域である。
次に、上述のバルブタイミング遅延を行なう可変バルブ
タイミング装置3a、3bについて説明する。本実施例
では、可変バルブタイミング装置3a・3bとしては特
開昭58−135310号公報に記載されたものを使用
し、カム軸2a・2bのクランく軸に対する回転の位相
を変化させてバルブタイミングを変更しているが、可変
バルブタイミング装置としては別の形式のものも使用可
能である。
タイミング装置3a、3bについて説明する。本実施例
では、可変バルブタイミング装置3a・3bとしては特
開昭58−135310号公報に記載されたものを使用
し、カム軸2a・2bのクランく軸に対する回転の位相
を変化させてバルブタイミングを変更しているが、可変
バルブタイミング装置としては別の形式のものも使用可
能である。
以下第6図から第8図を用いて特開昭58−13531
.0号公報の可変バルブタイミング装置について説明す
る。第6図は可変バルブタイミング装置の構造を示す断
面で、本実施例においては給、排気弁のそれぞれに本可
変バルブタイミング装置を設けている。図において20
1はカム軸駆動用のタイミングギヤで、図示しないベル
トによりクランク軸から回転駆動されている。又202
はカム軸で吸気弁又は排気弁を駆動しており、タイミン
グギヤ201とカム軸202とはそれぞれアウタスリー
ブ203とインナスリーブ204とに固定されている。
.0号公報の可変バルブタイミング装置について説明す
る。第6図は可変バルブタイミング装置の構造を示す断
面で、本実施例においては給、排気弁のそれぞれに本可
変バルブタイミング装置を設けている。図において20
1はカム軸駆動用のタイミングギヤで、図示しないベル
トによりクランク軸から回転駆動されている。又202
はカム軸で吸気弁又は排気弁を駆動しており、タイミン
グギヤ201とカム軸202とはそれぞれアウタスリー
ブ203とインナスリーブ204とに固定されている。
アウタスリーブ203と204とは互いに相対回転可能
に取付けられていて、それぞれのスリーブの外周には第
7図に示すように軸対称の位置に1対のスリブ) 20
5.205Bと206.2068とが穿設されている。
に取付けられていて、それぞれのスリーブの外周には第
7図に示すように軸対称の位置に1対のスリブ) 20
5.205Bと206.2068とが穿設されている。
アウタスリーブ上のスリット205どインナスリ−ブ上
のスリット206とは第8図に示すようにカム軸202
の軸線方向に対して互いに反対方向に傾斜して穿設され
、スリット205と206との交叉部分には互いに独立
して回転できるローラベアリング207と208とがそ
れぞれスリット205と206の内壁の一方に接触する
ように設けられている。ここで第8図に示したものと軸
対称の位置にあるスリット205Bと206Bの内壁に
も同様にローラベアリング207Bと208Bとが接し
ているが、接触している内壁は205.206とは第8
図とは反対になっている。
のスリット206とは第8図に示すようにカム軸202
の軸線方向に対して互いに反対方向に傾斜して穿設され
、スリット205と206との交叉部分には互いに独立
して回転できるローラベアリング207と208とがそ
れぞれスリット205と206の内壁の一方に接触する
ように設けられている。ここで第8図に示したものと軸
対称の位置にあるスリット205Bと206Bの内壁に
も同様にローラベアリング207Bと208Bとが接し
ているが、接触している内壁は205.206とは第8
図とは反対になっている。
従ってローラベアリング207. 208及び207B
、 208Bを同時にカム軸の軸線方向に前後移動さ
せることによりバックラッシュを生じずにアウタスリー
ブ203とインナスリーブ204とを相対的に回転させ
ることができる。前述のようにアウタスリーブ203は
タイミングギア2旧に、又インナスリーブ204はカム
軸202にそれぞれ一体に固定されているため上記アウ
タスリーブ203とインナスリーフ204との相対回転
によりタイミングギヤ201とカム軸202との位相が
変化することによりバルブ開閉タイミングのクランク軸
に対する位相角を変えることができる。
、 208Bを同時にカム軸の軸線方向に前後移動さ
せることによりバックラッシュを生じずにアウタスリー
ブ203とインナスリーブ204とを相対的に回転させ
ることができる。前述のようにアウタスリーブ203は
タイミングギア2旧に、又インナスリーブ204はカム
軸202にそれぞれ一体に固定されているため上記アウ
タスリーブ203とインナスリーフ204との相対回転
によりタイミングギヤ201とカム軸202との位相が
変化することによりバルブ開閉タイミングのクランク軸
に対する位相角を変えることができる。
次に上記ローラベアリング207(B)と208(B)
とをカム軸の軸線方向に沿って移動させる機構について
説明する。第6図と第7図とに示すように、ローラベア
リング207(B) 、 208(B)は、スライダ2
09の直径部貫通孔210に挿通支持されたベアリング
軸211に回転自在に支持されており、スライダ209
は軸方向には移動可能だが回転方向には固定された非回
転の駆動スリーブ212にベアリング213を介して回
転自在に支持されている。ベアリング213はそのアウ
タレースとインナレースがそれぞれスライダ209と駆
動スリーブ212とに固定されている。このため駆動ス
リーブ212が非回転のまま軸方向に移動するとスライ
ダ209、ベアリング軸211はアウタスリーブ203
、インナスリーブ204と共にスライダ209の周囲に
回転自在に保持されたまま軸方向に移動することができ
る。
とをカム軸の軸線方向に沿って移動させる機構について
説明する。第6図と第7図とに示すように、ローラベア
リング207(B) 、 208(B)は、スライダ2
09の直径部貫通孔210に挿通支持されたベアリング
軸211に回転自在に支持されており、スライダ209
は軸方向には移動可能だが回転方向には固定された非回
転の駆動スリーブ212にベアリング213を介して回
転自在に支持されている。ベアリング213はそのアウ
タレースとインナレースがそれぞれスライダ209と駆
動スリーブ212とに固定されている。このため駆動ス
リーブ212が非回転のまま軸方向に移動するとスライ
ダ209、ベアリング軸211はアウタスリーブ203
、インナスリーブ204と共にスライダ209の周囲に
回転自在に保持されたまま軸方向に移動することができ
る。
また、上記駆動スリーブ内面には螺条が設けられており
、ハウジング214に固定されたステップモータ215
の出力軸216の螺条と螺合している。駆動スリーブ2
12はハウジングに設けた軸方向スプライン217によ
り回転に対して固定されているためステップモータによ
り出力軸216を回転させると駆動スリーブ212は軸
方向に移動する。すなわちステップモータ215を回転
させることによりスライダ209とローラベアリング2
07(B) 、 208(B)がステップモータ215
の回転に応じた距離だけ軸方向に移動し、アウタスリー
ブ203とインナスリーブ204を相対回転させカム軸
202のクランク軸に対する位相を変更することができ
る。なお、上述の説明から明らかなように本実施例では
バルブの開弁時期と閉弁時期とは同時に同じ位相だけ変
化し、開弁期間は一定に保たれる。
、ハウジング214に固定されたステップモータ215
の出力軸216の螺条と螺合している。駆動スリーブ2
12はハウジングに設けた軸方向スプライン217によ
り回転に対して固定されているためステップモータによ
り出力軸216を回転させると駆動スリーブ212は軸
方向に移動する。すなわちステップモータ215を回転
させることによりスライダ209とローラベアリング2
07(B) 、 208(B)がステップモータ215
の回転に応じた距離だけ軸方向に移動し、アウタスリー
ブ203とインナスリーブ204を相対回転させカム軸
202のクランク軸に対する位相を変更することができ
る。なお、上述の説明から明らかなように本実施例では
バルブの開弁時期と閉弁時期とは同時に同じ位相だけ変
化し、開弁期間は一定に保たれる。
第9図は、BCtl 10の燃料噴射とバルブタイミン
グの制御動作を示すフローチャートである。この制御動
作はECU 10のメインルーチンの一部として実行さ
れるが、一定時間毎又はエンジン回転毎の割込みルーチ
ンとして実行するようにしても良い。
グの制御動作を示すフローチャートである。この制御動
作はECU 10のメインルーチンの一部として実行さ
れるが、一定時間毎又はエンジン回転毎の割込みルーチ
ンとして実行するようにしても良い。
図でステップ100はエンジン吸入空気量Qとエンジン
回転数Nとの入力を示す。ここでQは第1図のエアフロ
メータ6から、またNは回転数センサ19からEC[I
10に入力される。
回転数Nとの入力を示す。ここでQは第1図のエアフロ
メータ6から、またNは回転数センサ19からEC[I
10に入力される。
またステップ110は遅延操作の要否を判定するステッ
プで、上記により入力したQ、NからQ/Nを計算し、
第5図の領域Iに運転条件が入っているか否かを判定す
る。遅延操作が不要である場合、すなわちステップ11
0で運転領域が第5図の領域Iにないと判定された場合
はステップ120とステップ130でバルブタイミング
θと燃料噴射時期φとが通常のタイミング(第3図のタ
イミング)に設定される。
プで、上記により入力したQ、NからQ/Nを計算し、
第5図の領域Iに運転条件が入っているか否かを判定す
る。遅延操作が不要である場合、すなわちステップ11
0で運転領域が第5図の領域Iにないと判定された場合
はステップ120とステップ130でバルブタイミング
θと燃料噴射時期φとが通常のタイミング(第3図のタ
イミング)に設定される。
またステップ110で遅延操作が必要とされた場合はス
テップ140、ステップ150でバルブタイミングθと
燃料噴射時期φが通常のタイミングに対してそれぞれα
(本実施例ではα;40〜50度)だけ遅角設定され、
ステップ160で上記により設定したタイミングθ、φ
をそれぞれ可変バルブタイミング装置3a、3bと、燃
料噴射弁8の駆動回路に出力して遅延操作を実行する。
テップ140、ステップ150でバルブタイミングθと
燃料噴射時期φが通常のタイミングに対してそれぞれα
(本実施例ではα;40〜50度)だけ遅角設定され、
ステップ160で上記により設定したタイミングθ、φ
をそれぞれ可変バルブタイミング装置3a、3bと、燃
料噴射弁8の駆動回路に出力して遅延操作を実行する。
上記実施例においては2サイクルエンジンについてのみ
説明したが、本発明は4ザイクルエンジンについても適
用可能であることは上述の説明から明らかである。
説明したが、本発明は4ザイクルエンジンについても適
用可能であることは上述の説明から明らかである。
なお、上述のようにバルブタイミングを遅延させること
により、2サイクルエンジンでは、気筒内の残留既燃ガ
スが減少して掃気効率の向上により燃焼が改善される効
果が得られ、また4サイクルエンジンにおいては有効気
筒容積の低下によりポンピング損失が低減される効果が
得られる。
により、2サイクルエンジンでは、気筒内の残留既燃ガ
スが減少して掃気効率の向上により燃焼が改善される効
果が得られ、また4サイクルエンジンにおいては有効気
筒容積の低下によりポンピング損失が低減される効果が
得られる。
本発明は、筒内燃料噴射内燃機関において、軽負荷時に
燃料噴射時期を遅延させて燃焼状態を安定させる際に、
同時にバルブタイミングを遅延させて筒内圧力の上昇を
押えるようにしたことにより、燃料供給圧力や燃料噴射
用空気圧力を上昇させることなく噴射時期の遅延操作を
可能としている。このため燃料系統の設計圧力を上げる
必要がなくなる他、噴射用空気圧力上昇による圧縮機駆
動損失の低減による燃費向上が得られる効果がある。
燃料噴射時期を遅延させて燃焼状態を安定させる際に、
同時にバルブタイミングを遅延させて筒内圧力の上昇を
押えるようにしたことにより、燃料供給圧力や燃料噴射
用空気圧力を上昇させることなく噴射時期の遅延操作を
可能としている。このため燃料系統の設計圧力を上げる
必要がなくなる他、噴射用空気圧力上昇による圧縮機駆
動損失の低減による燃費向上が得られる効果がある。
第1図は本発明を適用するエンジンの実施例を示す図、
第2図は第1図の実施例に使用する燃料噴射弁の断面図
、第3図と第4図はバルブタイミングと燃料噴射時期の
関係を示す図、第5図はバルブタイミングの遅延操作を
行なう運転領域を示す図、第6図から第8図は第1図の
実施例で使用する可変バルブタイミング装置の構造を説
明する図、第9図は燃料噴射時期とバルブタイミングの
制御動作を示すフローチャートである。 2a、 2b・・・カムシャフト、 3a、3b・・・可変バルブタイミング装置、6・・・
エアフロメータ、 8・・・燃料噴射弁(エアブラスト弁)、10・・・E
CU。 19・・・エンジン回転数センサ。
第2図は第1図の実施例に使用する燃料噴射弁の断面図
、第3図と第4図はバルブタイミングと燃料噴射時期の
関係を示す図、第5図はバルブタイミングの遅延操作を
行なう運転領域を示す図、第6図から第8図は第1図の
実施例で使用する可変バルブタイミング装置の構造を説
明する図、第9図は燃料噴射時期とバルブタイミングの
制御動作を示すフローチャートである。 2a、 2b・・・カムシャフト、 3a、3b・・・可変バルブタイミング装置、6・・・
エアフロメータ、 8・・・燃料噴射弁(エアブラスト弁)、10・・・E
CU。 19・・・エンジン回転数センサ。
Claims (1)
- 1.気筒内に燃料噴射を行なう燃料噴射弁を備え、軽負
荷時には中、高負荷時よりも燃料噴射時期を遅延させる
筒内燃料噴射式内燃機関において、可変バルブタイミン
グ手段を設け、軽負荷時に、前記燃料噴射時期遅延とと
もに、少くとも吸気弁と排気弁のうち、気筒圧縮行程時
に遅く閉じる方の弁の閉弁時期を遅延させるようにした
ことを特徴とする筒内燃料噴射式内燃機関。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2199002A JPH0486355A (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | 筒内燃料噴射式内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2199002A JPH0486355A (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | 筒内燃料噴射式内燃機関 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0486355A true JPH0486355A (ja) | 1992-03-18 |
Family
ID=16400468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2199002A Pending JPH0486355A (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | 筒内燃料噴射式内燃機関 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0486355A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997013063A1 (fr) * | 1995-10-02 | 1997-04-10 | Hitachi, Ltd. | Dispositif de commande pour moteur a combustion interne |
JPH09317520A (ja) * | 1996-05-31 | 1997-12-09 | Nissan Motor Co Ltd | 過給機付内燃機関の吸気弁制御装置および制御方法 |
FR2781011A1 (fr) * | 1998-07-13 | 2000-01-14 | Inst Francais Du Petrole | Procede de controle du fonctionnement d'un moteur suralimente a injection directe d'essence |
JP2006183481A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Nissan Motor Co Ltd | ユニフロー2ストローク内燃機関 |
US7281509B2 (en) | 2004-09-17 | 2007-10-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine system and starting method of internal combustion engine |
-
1990
- 1990-07-30 JP JP2199002A patent/JPH0486355A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997013063A1 (fr) * | 1995-10-02 | 1997-04-10 | Hitachi, Ltd. | Dispositif de commande pour moteur a combustion interne |
JPH09317520A (ja) * | 1996-05-31 | 1997-12-09 | Nissan Motor Co Ltd | 過給機付内燃機関の吸気弁制御装置および制御方法 |
FR2781011A1 (fr) * | 1998-07-13 | 2000-01-14 | Inst Francais Du Petrole | Procede de controle du fonctionnement d'un moteur suralimente a injection directe d'essence |
US7281509B2 (en) | 2004-09-17 | 2007-10-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine system and starting method of internal combustion engine |
JP2006183481A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Nissan Motor Co Ltd | ユニフロー2ストローク内燃機関 |
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