JPH0641738B2 - エンジンの燃料制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの燃料制御装置に関する。とくに本
発明は、吸気通路にエンジン回転に同期して開閉するタ
イミングバルブが設けられた形式の吸気系を有するエン
ジンの燃料制御装置に関する。

（従来技術） エンジンの吸気通路に、エンジン回転と同期して開閉す
るタイミングバルブを設けることは公知であり、たとえ
ば特開昭５５−１０７０１８号公報に開示されている。
この形式の吸気装置では、比較的低回転の運転領域で、
とくに低回転で比較的高負荷の運転領域で、タイミング
バルブの開時期を吸気弁の開時期より遅らせることによ
り、吸気の始まりの時期において燃焼室内の吸気負圧を
高め、その分だけ吸気流速を高めて良好な燃焼状態を得
ることができ、また、吸気慣性力を高めて充填効率を向
上させることができる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記形式のエンジン吸気装置において、燃料供給を燃料
噴射弁によりエンジン作動行程中の適当な時期に行なう
燃料噴射方式の燃料供給装置を採用するばあい、通常の
燃料噴射時期は、吸気行程の初期から中期にかけてであ
るから、タイミングバルブが開いた後に燃料噴射を開始
することになる。しかし、このような燃料噴射時期を採
用すると、高負荷運転領域では吸気通路内の圧力が高い
ため燃料の気化および霧化が悪くなる。また、燃料噴射
弁の取付位置について言えば、この燃料噴射弁をタイミ
ングバルブより上流側に設けると、燃料噴射位置での吸
気圧力が高負荷時に高くなるため、燃料の気化および霧
化が悪くなる。また、燃料噴射弁をタイミングバルブよ
り下流側に配置したばあいでも、低速運転時の吸気行程
初期には、燃料の十分な気化および霧化が得られない。

本発明は、従来のエンジン吸気装置の上述の問題に着目
して得られたもので、低速運転時にも良好な燃料の気化
および霧化が得られるような、エンジンの燃料制御装置
を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明においては、吸気通
路に、エンジン回転と同期して開閉するタイミングバル
ブを設け、エンジンの低速、高負荷運転領域でタイミン
グバルブの開時期を吸気弁の開時期より遅らせるととも
に、燃料噴射弁はタイミングバルブの下流側に配置し、
エンジンの低速高負荷運転時には、吸気弁が開き前記タ
イミングバルブが閉じている期間に燃料噴射弁を作動さ
せる。低速低負荷運転域では、タイミングバルブの開時
期を遅らすと、ポンピングロスが増大するので、タイミ
ングバルブは吸気弁と同時またはそれより早く開くよう
にすることが望ましい。

（作 用） エンジンの低速運転時において、高負荷状態のもとでは
吸気弁が開いても、タイミングバルブが閉じているた
め、ピストンの下降ストロークの影響でタイミングバル
ブより下流側の吸気通路に強い負圧が発生する。この時
期に燃料の噴射を行なうことにより、燃料の良好な気化
および霧化を得ることができる。また、燃料の気化が促
進される結果、気化熱により吸気の温度が下り、耐ノッ
ク性を向上させることができる。

（効 果） 上述のように、本発明においては、吸気通路にエンジン
運転に同期して開閉するタイミングバルブを設け、エン
ジンの低速高負荷領域で、該タイミングバルブの開時期
を吸気弁の開時期より遅らせるようにしたエンジンにお
いて、燃料噴射弁をタイミングバルブより下流側に配置
して、エンジンの低速高負荷領域では、吸気弁が開き、
タイミングバルブが閉じている時期に、燃料噴射弁を作
動させるので、燃料の気化および霧化を促進し、良好な
燃焼状態を得ることができる。また、燃料の気化の促進
により、混合気の温度が低下し、低速高負荷運転時の耐
ノック性を向上させることができる。

（実施例） 第１図および第２図に示されたエンジン１は、シリンダ
２と該シリンダ２内を摺動するピストン３とを有し、シ
リンダ２内には燃焼室４が形成されている。シリンダ２
には燃焼室４に開口する吸気口５と排気口６が形成さ
れ、吸気口６には吸気通路７が、排気口６には排気通路
８がそれぞれ接続されている。図示例は、４気筒エンジ
ンに本発明を適用した例であり、各気筒のシリンダ２に
至る吸気通路７は、それぞれ独立して形成され、上流側
は共通のサージタンク９に接続されている。サージタン
ク９は、主吸気通路１０に接続され、主吸気通路１０に
は絞り弁１１が設けられている。吸気口５には吸気弁１
２が、排気口６には排気弁１３が配置されている。

吸気通路７には、各気筒に共通の弁体１４に形成された
ロータリー式タイミングバルブ１５が設けられており、
弁体１４は作動歯車機構からなるタイミング変更装置１
６を介してプーリ１７に連結されている。プーリ１７
は、ベルト１８により、エンジンクランク軸１９上に設
けた駆動プーリ２０に連結されている。したがって、弁
体１４は、エンジンクランク軸１９によりエンジン回転
に同期して駆動される。弁体１４に形成されたタイミン
グバルブ１５のタイミングは、タイミング変更装置１６
により調節することができる。また、各吸気通路７に
は、タイミングバルブ１５より下流側に燃料噴射弁２１
が設けられている。

タイミングバルブ１５のタイミングおよび燃料噴射弁２
１の噴射時期を制御するため、制御装置２２が設けられ
る。制御装置２２は、エンジン回転数信号およびエンジ
ン吸気圧信号、たとえばサージタンク９内の圧力をあら
わす信号を入力として演算を行ない、バルブタイミング
信号をタイミング変更装置１６に、燃料噴射信号を燃料
噴射弁２１に与える。

第３図は低速運転時のある回転数のもとにおける吸気弁
１２とタイミングバルブ１５の開閉時期を示すものであ
る。線ＩＯおよびＩＣは吸気弁１２の開時期および閉時
期をそれぞれ示し、線ＴＯおよびＴＣはタイミングバル
ブ１５の開時期および閉時期を示す。エンジン負荷が所
定値より低い、低負荷運転領域ではタイミングバルブ１
５は吸気弁１２より早く開き、遅く閉じることによって
ポンピングロスの低減をはかっている。エンジン負荷が
所定値を越すと、タイミングバルブ１５は吸気弁１２よ
り遅く開くようになる。すなわち、影線で示す領域で
は、吸気弁１２が開きタイミングバルブ１５が閉じた状
態にある。

第４図はエンジン速度に応じた高負荷時の吸気弁１２と
タイミングバルブ１５の開閉時期を示す。図から明らか
なように、タイミングバルブ１５は、低速高負荷運転時
に吸気弁１２より遅れて開くように制御される。第５図
に低速・高負荷運転時のバルブタイミングと吸気口５の
付近の吸気圧力、および燃焼室４への吸気充填量を示
す。第５図において、曲線ａは吸気弁１２のタイミング
を、ｂはタイミングバルブ１５のそれを示すものであ
り、その下方の曲線ｃは吸気圧力を示している。また最
下方の曲線ｄは充填量をあらわす。図から明らかなよう
に、吸気弁１２が開き、ピストン３が下降行程に入る
と、吸気口５の付近の吸気圧力は低下し始めるが、タイ
ミングバルブ１５が閉じているため、その圧力低下は非
常に急峻になる。次いで、タイミングバルブ１５が開く
と、吸気が流れ始め、吸気圧力は急激に回復する。燃料
噴射弁２１は、吸気弁１２が開きタイミングバルブ１５
がまだ閉じている時期、すなわち吸気口５の付近に強い
負圧が生じている時期に作動を開始するように、制御装
置２２により制御される。この燃料噴射弁２１の制御に
より、燃圧と燃料噴射位置での吸気圧力との間の差圧が
高められる結果、燃料の気化および霧化の状態が良好に
なる。低負荷運転時には上述のような燃料噴射制御を行
なう必要はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すエンジンの概略平面
図、第２図はその概略垂直断面図、第３図は低速運転時
のバルブタイミングを示す図表、第４図は高負荷運転時
のバルブタイミングを示す図表、第５図はバルブタイミ
ングと吸気圧力および充填量の関係を示す図表である。 １……エンジン、２……シリンダ、 ５……吸気口、７……吸気通路、 １２……吸気弁、 １５……タイミングバルブ、 １６……タイミング変更装置、 ２１……燃料噴射弁、 ２２……制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気通路にエンジン回転に同期して開閉す
   るタイミングバルブが配置され、エンジンの低速高負荷
   運転領域で前記タイミングバルブの開時期を吸気弁の開
   時期より所定時間遅らせるバルブタイミング制御装置が
   設けられたエンジンにおいて、燃料噴射弁が前記タイミ
   ングバルブの下流側に配置され、前記エンジンの低速高
   負荷運転領域では、前記吸気弁が開き前記タイミングバ
   ルブが閉じている期間に前記燃料噴射弁を作動させる燃
   料供給制御装置が設けられたことを特徴とするエンジン
   の燃料制御装置。