(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンの頂面に形成された凹部を有する燃焼室と、燃焼室に臨んで設けられる点火栓と、燃焼室に対して吸気ポート側より斜め下方へ燃料を直接筒内に噴射する噴射弁とを備える直接筒内噴射式火花点火機関において、
１つの気筒に対して３つの吸気ポートを形成するとともに、３つの吸気ポートの中央に位置する中央第１吸気ポートを吸気の流れがピストンの凹部に直接向かう形状に形成し、中央第１吸気ポートの上壁に吸気の流れ方向に沿ったガイド溝を形成し、中央第１吸気ポートの上流側に遮断弁を設け、遮断弁下流側の中央第１吸気ポートのガイド溝近傍にエバポパージの流出口を設け、中央第１吸気ポートの両側に位置する第２吸気ポートおよび第３吸気ポートを吸気の流れが燃焼室内でタンブル流を生起する形状に形成し、第３吸気ポートを開閉する吸気弁の作動を運転状態に応じて停止する可変動弁機構と、機関の運転状態に応じて遮断弁の開閉を制御する遮断弁開閉機構と、機関の運転状態に応じて燃料の噴射時期を制御する噴射時期制御手段と、を備えることを特徴とする直接筒内噴射式火花点火機関。
【請求項２】
機関の運転状態が点火栓近傍に混合気を集める成層燃焼を行う領域にあるとき、可変動弁機構は第３吸気ポートの吸気弁の作動を停止し、遮断弁開閉機構は中央第１吸気ポートの遮断弁を閉鎖し、噴射時期制御手段は燃料噴射時期を圧縮行程後期に設定する、ことを特徴とする請求項１記載の直接筒内噴射式火花点火機関。
【請求項３】
機関の運転状態が点火栓近傍に混合気を集める弱成層燃焼を行う領域にあるとき、可変動弁機構は第３吸気ポートの吸気弁を作動させ、遮断弁開閉機構は中央第１吸気ポートの遮断弁を閉鎖し、噴射時期制御手段は燃料噴射時期を圧縮行程前期に設定する、ことを特徴とする請求項１または２記載の直接筒内噴射式火花点火機関。
【請求項４】
機関の運転状態が燃焼室内に均質な希薄混合気を形成する均質希薄燃焼を行う領域にあるとき、可変動弁機構は第３吸気ポートの吸気弁を停止させ、遮断弁開閉機構は中央第１吸気ポートの遮断弁を開き、噴射時期制御手段は燃料噴射時期を吸気行程に設定する、ことを特徴とする請求項１ないし３記載の直接筒内噴射式火花点火機関。
【請求項５】
機関の運転状態が燃焼室内に均質な混合気を形成する均質燃焼を行う領域にあるとき、可変動弁機構は第３吸気ポートの吸気弁を作動させ、遮断弁開閉機構は中央第１ポートの遮断弁を開き、噴射時期制御手段は燃料噴射時期を吸気行程に設定する、ことを特徴とする請求項１ないし４記載の直接筒内噴射式火花点火機関。
【請求項６】
中央第１吸気ポートはシリンダに対して直立してピストンの凹部を指向する形状であり、第２吸気ポートおよび第３吸気ポートは燃焼室内にタンブル流を生起するストレート形状である、ことを特徴とする請求項１ないし５記載の直接筒内噴射式火花点火機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直接筒内噴射式火花点火機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の直接筒内噴射式火花点火機関としては、例えば図１８から図２０（特開平５−７９３７０号公報）に示すようなものがある。これはピストン０１頂面に形成された凹状の燃焼室キャビティ０２と、ピストン０１の上昇に伴い点火時点において燃焼室キャビティ０２の側壁近傍に挿入される点火プラグ０４を設置し、吸気ポート０５はヘリカル型吸気ポートを形成する第１吸気ポート０５ａとまっすぐに伸びるストレート型吸気ポートを形成する第２吸気ポート０５ｂとからなる。また、これら各吸気ポート０５ａ，０５ｂは各々インテークマニホールド内に形成された吸気通路０１０を介してコレクタ０１１につながり、第２吸気ポート０５ｂにつながる第２吸気通路０１０ｂ内に吸気制御弁０１２を設置している。さらに、前記吸気ポート０５下部に、燃焼室０３に対し斜め下向きに高圧燃料噴射弁０６を設置している。そして、この従来例は、特定の運転状態のとき、吸気制御弁０１２の開閉制御０１３によりスワール流０９のガス流動を生成し、燃料の点火プラグ０４周りの成層化をし、超希薄空燃比で運転し燃費の向上を図るものである。なお、０７は吸気弁、０８は排気弁である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の直接筒内噴射式火花点火機関にあっては、成層時に強いスワール流０９を形成する必要があるために、吸気制御弁０１２による第２吸気ポート０５ｂの閉鎖のみでは強いスワール流０９を形成することができないため、第１吸気ポート０５ａをヘリカル形状としている。
このため、高回転・高負荷時の出力域では吸気抵抗となり、出力性能が低下する。また、成層時にエバポ燃料をパージする場合に、従来のスワール流０９のガス流動を用いた成層燃焼ではパージガスは第１吸気ポート０５ａを介してスワール流０９のガス流動にのって燃焼室０３内に流入するため、エバポ燃料は燃焼室０３の外側に長く存在し、ピストン０１頂面上の燃焼室キャビティ０２内に集中しないため、この燃焼室キャビティ０２内での噴射燃料と混合した燃焼が困難となり、排気性能が悪化してしまう。
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、成層燃焼時における良好なパージを行い得るとともに、高回転・高負荷時の出力を向上させることができる直接筒内噴射式火花点火機関を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、１つの気筒に対して３つの吸気ポートを形成するとともに、３つの吸気ポートの中央に位置する中央第１吸気ポートを吸気の流れがピストンの凹部に直接向かう形状に形成し、中央第１吸気ポートの上壁に吸気の流れ方向に沿ったガイド溝を形成し、中央第１吸気ポートの上流側に遮断弁を設け、遮断弁下流側の中央第１吸気ポートのガイド溝近傍にエバポパージの流出口を設け、中央第１吸気ポートの両側に位置する第２吸気ポートおよび第３吸気ポートを吸気の流れが燃焼室内でタンブル流を生起する形状に形成し、第３吸気ポートを開閉する吸気弁の作動を運転状態に応じて停止する可変動弁機構と、機関の運転状態に応じて遮断弁の開閉を制御する遮断弁開閉機構と、機関の運転状態に応じて燃料の噴射時期を制御する噴射時期制御手段と、を備えることを特徴とする。
請求項１記載の直接筒内噴射式火花点火機関によれば、運転条件に応じた各ポートの開閉制御により、成層時の強いスワール流の形成と弱成層時の２つの順タンブルガス流動の形成、均質希薄燃焼時の弱いスワール流の形成、高回転・高負荷時の出力域での低吸気抵抗化の両立を図り、特定時期の燃料噴射により超希薄空燃比運転による燃費の向上とスロットル全開運転時の空気の充填効率増大化による出力性能向上の両立を図ることができる。また、成層時にエバポ燃料をパージする場合に、中央第１ポートから導入でき、かつ燃焼室内のガス流動を制御することが可能なため、パージガスをピストン頂面上の燃焼室内に集中でき、この燃焼室内で噴射燃料との混合を促進でき、燃焼が改善され、排気性能の悪化を防ぐことができる。
また、上記のようにガイド溝を設けることで、機関の運転条件が、低中速・低負荷域の成層燃焼領域、および低中速・中負荷域の弱成層燃焼領域でのエバポ燃料をパージする場合において、エバポ燃料は中央第１吸気ポートの上部を流れ、主に第１吸気弁の排気弁側開口部から直接ピストン頂面上の燃焼室に向けて大半が入り、スワールガス流動、あるいは２つの順タンブル流ガス流動の中央に位置するピストン頂面上の燃焼室内により多く集中するのでこの燃焼室内で噴射燃料との混合が促進され、安定燃焼が可能となる。
【０００５】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の直接筒内噴射式火花点火機関において、機関の運転状態が点火栓近傍に混合気を集める成層燃焼を行う領域にあるとき、可変動弁機構は第３吸気ポートの吸気弁の作動を停止し、遮断弁開閉機構は中央第１吸気ポートの遮断弁を閉鎖し、噴射時期制御手段は燃料噴射時期を圧縮行程後期に設定する、ことを特徴とする。
請求項２記載の直接筒内噴射式火花点火機関によれば、機関の運転条件が、低中速・低負荷域の成層燃焼領域では、筒内のガス流動を強めると共に、強いスワール流を形成し、燃料を少なくとも圧縮行程後期に噴射することで、燃料の点火プラグ周りの成層化を図り、超希薄空燃比で運転し燃費の向上を図ることができると共に、燃料は一度ピストン表面の燃焼室を介して、点火プラグ方向へ行くため、燃料微粒化、および気化が進み、点火プラグへの液状燃料付着による失火は無く、安定して運転できるようになる。また、エバポ燃料をパージする場合でも、エバポ燃料は中央第１吸気ポートから直接ピストン頂面上の燃焼室に向けて入れるので、スワールガス流動の中央であるピストン頂面上の燃焼室内にパージガスは集中し、前記燃焼室内で噴射燃料と混合し安定燃焼が可能となる。
【０００６】
請求項３記載の発明では、請求項１または２記載の直接筒内噴射式火花点火機関において、機関の運転状態が点火栓近傍に混合気を集める弱成層燃料を行う領域にあるとき、可変動弁機構は第３吸気ポートの吸気弁を作動させ、遮断弁開閉機構は中央第１吸気ポートの遮断弁を閉鎖し、噴射時期制御手段は燃料噴射時期を圧縮行程前期に設定する、ことを特徴とする。
請求項３記載の直接筒内噴射式火花点火機関によれば、機関の運転条件が、低中速・中負荷域の成層燃焼領域では、筒内のガス流動を若干弱めるとともに、燃焼室に入ってくる吸入空気が２つの順タンブル流ガス流動を生成し、燃料を少なくとも圧縮行程前期に噴射することで、前記２つのタンブル流ガス流動の中間に燃料混合気の帯を生成する弱い成層化をし、希薄空燃比で運転し、燃費の向上を図ることができる。また、エバポ燃料をパージする場合も、２つの順タンブル流ガス流動の中央にパージガスは集中し、そのガス流動中間の燃料混合気の帯と混合し安定燃焼が可能となる。
【０００７】
請求項４記載の発明では、請求項１ないし３のいずれかの項に記載の直接筒内噴射式火花点火機関において、機関の運転状態が燃焼室内に均質な希薄混合気を形成する均質希薄燃焼を行う領域にあるとき、可変動弁機構は第３吸気ポートの吸気弁を停止させ、遮断弁開閉機構は中央第１吸気ポートの遮断弁を開き、噴射時期制御手段は燃料噴射時期を吸気行程に設定する、ことを特徴とする。
請求項４記載の直接筒内噴射式火花点火機関によれば、機関の運転条件が、低中速・中負荷域の均質希薄燃焼領域では、強いスワール流を、中央第１吸気ポートから流入する燃焼室に入ってくる吸入空気流れにより弱め、燃料を少なくとも吸気行程に噴射することで、燃料混合気の均質化を図り、希薄空燃比で運転し、燃費の向上を図ることができる。また、エバポ燃料をパージする場合は燃料噴射が吸気行程時のためパージガスと噴射燃料は十分混合し、従来の吸気ポート燃料噴射機関と同様に安定燃焼が可能となる。
【０００８】
請求項５記載の発明では、請求項１ないし４記載の直接筒内噴射式火花点火機関において、機関の運転状態が燃焼室内に均質な混合気を形成する均質燃焼を行う領域にあるとき、可変動弁機構は第３吸気ポートの吸気弁を作動させ、遮断弁開閉機構は中央第１ポートの遮断弁を開き、噴射時期制御手段は燃料噴射時期を吸気行程に設定する、ことを特徴とする。
請求項５記載の直接筒内噴射式火花点火機関によれば、機関の運転条件が、高速・高負荷域の均質燃焼領域では、吸気ポート面積を大きくし充填効率向上を図るとともに、燃料を少なくとも吸気行程時に噴射することで、混合気の均質化を図り、出力領域も十分な性能を確保できる。また、エバポ燃料をパージする場合は、燃料噴射が吸気行程時のためパージガスと噴射燃料は十分混合し、従来の吸気ポート燃料噴射機関と同様に安定燃焼が可能となる。
【０００９】
請求項６記載の発明では、請求項１ないし５記載の直接筒内噴射式火花点火機関において、中央第１吸気ポートはシリンダに対して直立してピストンの凹部を指向する形状であり、第２吸気ポートおよび第３吸気ポートは燃焼室内にタンブル流を生起するストレート形状である、ことを特徴とする。
請求項６記載の直接筒内噴射式火花点火機関によれば、中央第１吸気ポートから流入する流れはピストン頂面上の燃焼室内に向かい、第２、第３吸気ポートから流入する流れは順タンブルを形成するため、運転条件に応じた各ポートの開閉制御時に、運転条件に応じた要求ガス流動（成層時の強いスワール流の形成、弱成層時の２つの順タンブルガス流動の形成、均質希薄燃焼時の弱いスワール流の形成、高回転・高負荷時の出力域での低吸気抵抗化）を形成できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１から図４は、本発明の実施の形態の直接筒内噴射式火花点火機関（以下、機関と称す）の構成を示す図である。
まず、構成を説明すると、本実施の形態の機関は、ピストン１頂面に形成された凹部を有する燃焼室キャビティ２と、シリンダ１７のシリンダヘッドに燃焼室キャビティ２を臨んで挿入される点火プラグ４と、吸気ポート５下部に、燃焼室３に対し斜め下向きに燃料を筒内に直接噴射する高圧燃料噴射弁６とを有する。そして、本実施の形態は、１つの気筒に対して３つの吸気弁７と吸気ポート５が形成されているが、３つの吸気弁７の中央に位置する第１吸気弁７ａにつながる第１吸気ポート５ａはその吸気ポートを介して流入する吸気流れが、図３（ａ）に示すように、ピストン１頂面上の燃焼室キャビティ２内に向かうような吸気ポート形状としている。そして、第１吸気ポート５ａ上流の第１吸気通路１０ａに遮断弁１２を設け、この遮断弁１２の下流にエバポパージ用流出口１４を設ける。また、第１吸気弁７ａの両側の２つの第２吸気弁７ｂおよび第３吸気弁７ｃにつながる第２吸気ポート５ｂおよび第３吸気ポート５ｃは、その吸気ポートを介して流入する吸気流れが、図５に示すように、燃焼室３内で順タンブルガス流動１９を形成するような吸気ポート形状としている。そして、前記第１吸気弁７ａ、第２吸気弁７ｂおよび第３吸気弁７ｃを機関の運転条件により各々開閉するような可変動弁機構１６と遮断弁開閉機構１３とを設ける。なお、８は排気弁、１０ｂは第２吸気ポート５ｂにつながる第２吸気通路、１０ｃは第３吸気ポート５ｃにつながる第３吸気通路であり、１１はコレクタ、１５はエバポパージ制御機構である。
さらに、図３（ｂ）には、図３（ａ）のＳ３ｂ−Ｓ３ｂ断面を示す。図３（ｂ）に示すように、ピストン１頂面上の燃焼室キャビティ２に向かう第１吸気ポート５ａの断面形状として、吸気ポート５ａ上部に吸入空気流れを誘導するガイド２０を設けている。
【００１３】
機関の運転状態そして負荷はアクセル開度センサ２２により検出され、回転数はクランク角センサ２１により検出され、これらはコントロールユニット１８へ入力される。
このコントロールユニット１８は、こうした機関の運転状態に応じて後述するように遮断弁開閉機構１３と可変動弁機構１６とを制御する一方、燃料噴射時期制御手段としても機能し、運転状態に応じた噴射時期に対応して、高圧燃料噴射弁６を駆動する。
【００１４】
吸気ポート形状としては、第１吸気ポート５ａは、ピストン１頂面上の燃焼室キャビティ２内に向かうため、第１吸気弁７ａ近くでシリンダ１７に対し直立する形状とし、第２，第３吸気ポート５ｂ，５ｃは、順タンブルガス流動１９を形成するため、第２，第３吸気弁７ｂ，７ｃ近くではストレート形状とする。
なお、本実施の形態に用いる可変動弁機構１６の一例を図６に示す。
【００１５】
次に本実施の形態の作用を説明する。
機関の運転条件が、低中速・低負荷域の成層燃焼領域では、図７に示すように可変動弁機構１６により第３吸気弁７ｃは停止し、第１吸気弁７ａおよび第２吸気弁７ｂのみリフトさせ、かつ、遮断弁開閉機構１３により第１吸気通路１０ａ内の遮断弁１２を閉鎖することで、筒内のガス流動を強めるとともに、第２吸気ポート５ｂから第２吸気弁７ｂを介して燃焼室３に入ってくる吸入空気は、第２吸気弁７ｂ方向から排気弁８方向へ向かい、さらに第３吸気弁７ｃ側へと回転するような強いスワール流９を形成し、燃料を少なくとも圧縮行程後期に噴射することで、前記スワール流９により燃料の点火プラグ４周りを成層化し、超希薄空燃比で運転し燃費の向上を図るとともに、かつ、燃料は点火プラグ４方向へ直接向かわず、一度ピストン１表面の燃焼室キャビティ２を介して点火プラグ４方向へ行くため、燃料微粒化、および気化が進み、点火プラグ４への液状燃料付着による失火は無く、安定して運転できるようになる。
【００１６】
機関の運転条件が、低中速・中負荷域の弱成層燃焼領域では、図５に示すように可変動弁機構１６により第１吸気弁７ａ、第２吸気弁７ｂおよび第３吸気弁７ｃをリフトさせ、かつ、遮断弁開閉機構１３により第１吸気通路１０ａ内の遮断弁１２を閉鎖することで、筒内のガス流動を若干弱めるとともに、第２吸気ポート５ｂから第２吸気弁７ｂを介して燃焼室３に入ってくる吸入空気と第３吸気ポート５ｃから第３吸気弁７ｃを介して燃焼室３に入ってくる吸入空気とが２つの順タンブルガス流動１９を生成し、燃料を少なくとも圧縮行程前期に噴射することで、前記２つの順タンブルガス流動１９の中間に燃料混合気の帯を生成する弱い成層化をし、希薄空燃比で運転し燃費の向上を図る。
【００１７】
機関の運転条件が、低中速・中負荷域の均質希薄燃焼領域では、図８に示すように、可変動弁機構１６により第３吸気弁７ｃは停止し、第１吸気弁７ａおよび第２吸気弁７ｂのみをリフトさせ、かつ、遮断弁開閉機構１３により第１吸気通路１０ａ内の遮断弁１２を開口することで、第２吸気ポート５ｂから第２吸気弁７ｂを介して燃焼室３に入ってくる吸入空気により生成される第２吸気弁７ｂ方向から排気弁８方向へ向かい、さらに第３吸気弁７ｃ側へと回転するような強いスワール流９を、第１吸気ポート５ａから第１吸気弁７ａを介して燃焼室３に入ってくる吸入空気流れにより弱め、燃料を少なくとも吸気行程に噴射することで、燃料混合気の均質化を図り、希薄空燃比で運転し燃費の向上を図る。
【００１８】
さらに、機関の運転条件が、高速・高負荷域の均質燃焼領域では、図９に示すように可変動弁機構１６により第１吸気弁７ａ、第２吸気弁７ｂをリフトさせ、かつ、遮断弁開閉機構１３により第１吸気通路１０ａ内の遮断弁１２を開口することで、吸気ポート面積を大きくし充填効率向上を図るとともに、燃料を少なくとも吸気行程時に噴射することで、筒内全体として均質な混合気を作り、出力領域も十分な性能を確保できる。
【００１９】
ところで、エバポ燃料をパージする場合において、図１０に示すように本実施の形態では、エバポ燃料を第１吸気ポート５ａから第１吸気弁７ａを介して直接ピストン１頂面上の燃焼室キャビティ２に向けて入れるため、機関の運転条件が、低速・低負荷域の成層燃焼時にエバポ燃料をパージする場合でも、スワール流９の中央であるピストン１頂面上の燃焼室キャビティ２内にパージガスは集中し、この燃焼室キャビティ２内で噴射燃料と混合し安定燃焼が可能となり、排気性能も悪化しなくなるので成立する。
【００２０】
また、機関の運転条件が、低中速・中負荷域の弱成層燃焼時にエバポ燃料をパージする場合も、図１１に示すように、２つの順タンブルガス流動１９の中央にパージガスは集中し、そのガス流動中間の燃料混合気の帯と混合し安定燃焼が可能となる。
【００２１】
そして、機関の運転条件が、低中速・中負荷域の均質希薄燃焼時、および高速・高負荷域の均質燃焼時にエバポ燃料をパージする場合は、図１２および図１３に示すように、燃料噴射が吸気行程時のためパージガスと噴射燃料は十分混合し、従来の吸気ポート燃料噴射機関と同様安定燃焼が可能となる。
【００２２】
さらに、機関の運転条件が、低速・低負荷域の成層燃焼時、および低中速・中負荷域の弱成層燃焼時は、スロットル弁開度が大きいため吸気ポート負圧は低下し、吸気ポートへのエバポ燃料のパージ流量は低下するが、本実施の形態によればエバポ燃料を第１吸気ポート５ａの遮断弁１２閉鎖時にこの遮断弁１２下流に入れるため、遮断弁１２下流の吸気ポート負圧は発達するのでパージ流量は低下しないという作用も得られる。
これまで説明した各燃焼を行わせる運転領域の一例を図１４に示す。
【００２４】
また、ガイド２０を設けることにより、図１５に示すように機関の運転条件が、低中速・低負荷域の成層燃焼領域、および低中速・中負荷域の弱成層燃焼領域でのエバポ燃料をパージする場合において、エバポ燃料は第１吸気ポート５ａの上部を流れ、主に第１吸気弁７ａの排気弁８側開口部から直接ピストン１頂面上の燃焼室キャビティ２に向けて入るため、スワール流９、あるいは２つの順タンブルガス流動１９の中央にあるピストン１頂面上の燃焼室キャビティ２内にパージガスはより多く集中し、前記燃焼室キャビティ２内で噴射燃料と混合し安定燃焼が可能となる。なお、図１６に他のガイド形状の例を示す。
【００２５】
ところで、応用例として、図１７に示すように、３つの吸気弁のリフト量に関して、第１吸気弁７ａのリフト量を第２吸気弁７ｂ、および第３吸気弁７ｃのリフト量よりも短くしてもよい。
【００２６】
これにより、機関の運転条件が、低中速・中負荷域の均質希薄燃焼領域での可変動弁機構１６により第３吸気弁７ｃは停止し、第１吸気弁７ａおよび第２吸気弁７ｂのみリフトさせ、かつ、遮断弁開閉機構１３により第１吸気通路１０ａ内の遮断弁１２を開口し、燃料を少なくとも吸気行程に噴射する領域と、高速・高負荷域の均質燃焼領域での可変動弁機構１６により第１吸気弁７ａ、第２吸気弁７ｂおよび第３吸気弁７ｃをリフトさせ、かつ、遮断弁開閉機構１３により第１吸気通路１０ａ内の遮断弁１２を開口し、燃料を少なくとも吸気行程時に噴射する領域では、第１吸気弁７ａと燃料噴霧との干渉が少なくなるため吸気弁７へのデポジット付着、すす発生が減少できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１記載の直接筒内噴射式火花点火機関にあっては、運転条件に応じた各ポートの開閉制御により、成層時の強いスワール流の形成と弱成層時の２つの順タンブルガス流動の形成、均質希薄燃焼時の弱いスワール流の形成、高回転・高負荷時の出力域での低吸気抵抗化の両立を図り、特定時期の燃料噴射により超希薄空燃比運転による燃費の向上とスロットル全開運転時の空気の充填効率増大化による出力性能向上の両立を図ることができるという効果がある。
また、成層時にエバポ燃料をパージする場合に、中央ポートから導入でき、かつ燃焼室内のガス流動を制御することが可能なため、パージガスをピストン頂面上の燃焼室内に集中でき、この燃焼室内で噴射燃料との混合を促進でき、燃焼が改善され、排気性能の悪化を防ぐことができるという効果がある。
さらに、上記のようにガイド溝を設けることで、機関の運転条件が、低中速・低負荷域の成層燃焼領域、および低中速・中負荷域の弱成層燃焼領域でのエバポ燃料をパージする場合において、エバポ燃料は中央第１吸気ポート上部を流れ、主に第１吸気弁の排気弁側開口部から直接ピストン頂面の燃焼室に向けて大半が入り、スワールガス流動、あるいは２つの順タンブル流ガス流動の中央に位置するピストン頂面上の燃焼室内により多く集中するのでこの燃焼室内で噴射燃料との混合が促進され、安定燃焼が可能となるという効果がある。
【００２８】
請求項２記載の直接筒内噴射式火花点火機関にあっては、機関の運転条件が、低中速・低負荷域の成層燃焼領域では、筒内のガス流動を強めるとともに、強いスワール流を形成し、燃料を少なくとも圧縮行程後期に噴射することで、燃料の点火プラグ周りの成層化を図り、超希薄空燃比で運転し燃費の向上を図るとともに、かつ、燃料は一度ピストン表面の燃焼室を介して、点火プラグ方向へ行くため、燃料微粒化、および気化が進み、点火プラグへの液状燃料付着による失火は無く、安定して運転できるようになるという効果がある。また、エバポ燃料をパージする場合でも、エバポ燃料は中央第１吸気ポートから直接ピストン頂面上の燃焼室内に向けて入れるので、スワールガス流動の中央であるピストン頂面上の燃焼室内にパージガスは集中し、前記燃焼室内で噴射燃料と混合し安定燃焼が可能となるという効果がある。
【００２９】
請求項３記載の直接筒内噴射式火花点火機関にあっては、機関の運転条件が、低中速・中負荷域の成層燃焼領域では、筒内のガス流動を若干弱めるとともに、燃焼室に入ってくる吸入空気が２つの順タンブル流ガス流動を生成し、燃料を少なくとも圧縮行程前期に噴射することで、前記２つのタンブル流ガス流動の中間に燃料混合気の帯を生成する弱い成層化をし、希薄空燃比で運転し、燃費の向上を図ることができるという効果がある。また、エバポ燃料をパージする場合も、２つの順タンブル流ガス流動の中央にパージガスは集中し、そのガス流動中間の燃料混合気の帯と混合し安定燃焼が可能となるという効果がある。
【００３０】
請求項４記載の直接筒内噴射式火花点火機関にあっては、機関の運転条件が、低中速・中負荷域の均質希薄燃焼領域では、強いスワール流を、中央第１吸気ポートから流入する燃焼室に入ってくる吸入空気流れにより弱め、燃料を少なくとも吸気行程に噴射することで、燃料混合気の均質化を図り、希薄空燃比で運転し、燃費の向上を図ることができるという効果がある。また、エバポ燃料をパージする場合は、燃料噴射が吸気行程時のために、パージガスと噴射燃料は十分混合し、従来の吸気ポート燃料噴射機関と同様に安定燃焼が可能となるという効果がある。
【００３１】
請求項５記載の直接筒内噴射式火花点火機関にあっては、機関の運転条件が、高速・高負荷域の均質燃焼領域では、吸気ポート面積を大きくし充填効率向上を図るとともに、燃料を少なくとも吸気行程時に噴射することで、混合気の均質化を図り、出力領域も十分な性能を確保できるという効果がある。またエバポ燃料をパージする場合は燃料噴射が吸気行程時のためパージガスと噴射燃料は十分混合し、従来の吸気ポート燃料噴射機関と同様に安定燃焼が可能となるという効果がある。
【００３２】
請求項６記載の直接筒内噴射式火花点火機関にあっては、中央第１吸気ポートから流入する流れはピストン頂面上の燃焼室内に向かい、第２、第３吸気ポートから流入する流れは順タンブルを形成するため、運転条件に応じた各ポートの開閉制御時に、運転条件に応じた要求ガス流動（成層時の強いスワール流の形成、弱成層時の２つの順タンブルガス流動の形成、均質希薄燃焼時の弱いスワール流の形成、高回転・高負荷時の出力域での低吸気抵抗化）を形成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施の形態の直接筒内噴射式火花点火機関の構成を示す図である。
【図２】実施の形態の直接筒内噴射式火花点火機関の構成を示す図である。
【図３】（ａ）は図２のＳ３−Ｓ３断面図、（ｂ）は（ａ）のＳ３ｂ−Ｓ３ｂ断面図である。
【図４】図２のＳ４−Ｓ４断面図である。
【図５】実施の形態の作用を説明する図である。
【図６】実施の形態の可変動弁機構１６の一例を示す図である。
【図７】実施の形態の作用を説明する図である。
【図８】実施の形態の作用を説明する図である。
【図９】実施の形態の作用を説明する図である。
【図１０】実施の形態の作用を説明する図である。
【図１１】実施の形態の作用を説明する図である。
【図１２】実施の形態の作用を説明する図である。
【図１３】実施の形態の作用を説明する図である。
【図１４】各燃焼を行わせる運転領域の一例を示す図である。
【図１５】実施の形態の作用を説明する図である。
【図１６】他のガイド形状の例を示す図である。
【図１７】実施の形態の応用例を説明する図である。
【図１８】従来の直接筒内噴射式火花点火機関を示す縦断面図である。
【図１９】従来の直接筒内噴射式火花点火機関を示す横断面図である。
【図２０】従来の直接筒内噴射式火花点火機関のシステム構成を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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