JP2001173499A - 筒内噴射型内燃機関の燃料噴射装置及び筒内噴射型内燃機関の燃料噴射方法 - Google Patents

筒内噴射型内燃機関の燃料噴射装置及び筒内噴射型内燃機関の燃料噴射方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】燃焼室に燃料を直接噴射し、混合気を空気流動
でガイドする筒内直接噴射エンジンでは、アイドルのよ
うな低回転低負荷における燃焼安定性を確保することが
困難であった。また、他の領域でもさらに排気，燃費を
向上する要求がある。 【解決手段】上記の課題を解決するために，本発明の内
燃機関では燃料を圧縮行程に複数回に分割して噴射す
る。第１噴射により、プラグ周囲に希薄な混合気を形成
し、第２噴射による可燃混合気を点火プラグ周囲に到達
させる。これにより、効率よく成層燃焼を行うことがで
き、排気，燃費性能を向上させることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃焼室に燃料噴射弁
（以下インジェクタと称す）によって直接燃料を供給す
る筒内噴射型内燃機関（以下エンジンと称す）に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】特開平11−159382号公報には、燃料を直
接燃焼室内に噴射する燃料噴射弁（以下インジェクタと
称す）を備え、内燃機関（以下エンジンと称す）が低負
荷低回転の運転領域にある時に圧縮行程で燃料を噴射す
ることにより混合気を成層化させて燃焼させる筒内噴射
エンジンにおいて、成層燃焼を実行する領域内でエンジ
ンの負荷および回転数の少なくとも一方が比較的高い運
転領域にあるときに、圧縮行程で燃料を複数回に分割し
て噴射することにより、成層運転領域を拡大し、燃費を
向上させる技術が記載されている。
【０００３】また特開平7−119507 号には、高負荷低回
転時の均一燃焼（均質燃焼と同意）領域で燃料を分割噴
射して１回当たりの燃料の噴射量を少なくして燃料を効
果的に霧化拡散させ、良好な均一燃焼を得る技術が記載
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術では、いずれもインジェクタとして燃料噴霧のペネト
レーションが長いものを使用してピストンをガイドとし
て使用したり、プラグを直撃しているので、成層燃焼領
域で噴射燃料がピストンに付着したり、点火プラグを通
り過ぎて燃焼室壁面に付着し、理論上ほど燃費の向上
や、エミッションの改善ができていない。また、１回の
燃料噴射タイミングで燃料を複数回に分割噴射してもシ
ステムの性質上ピストンや燃焼室壁面に多くの燃料が接
触してしまうという問題があり、十分な燃費の向上や、
エミッションの改善が得られない。
【０００５】別の課題として、筒内噴射型内燃機関に従
来使われているインジェクタはコンデンサを含む高電圧
発生装置で駆動されているため、インジェクタを１回の
噴射タイミングの間に複数回開閉駆動する場合、各噴射
の間の閉弁区間の間にコンデンサをチャージする時間が
必要であり、噴射間隔を小さくすることができず、エン
ジンの高回転領域で燃焼行程の時間が短い場合には１回
の噴射タイミングの間に複数回噴射させることができな
いという問題がある。
【０００６】更に、上記従来技術ではスタータが駆動さ
れているような内燃機関の運転領域での成層燃焼につい
ては論じられていない。これはこのような状態で成層燃
焼させて燃焼に失敗すると通常の何倍ものＨＣが排出さ
れ、厳しいヨーロッパの排気ガス規制をクリアできなく
なるから、燃焼に失敗しないように濃い空燃比で始動さ
せる狙いによるものである。
【０００７】しかし、濃い空燃比で始動するとそれだけ
ＨＣは多く排出される。
【０００８】また、上記従来技術では１回の燃料噴射タ
イミングに複数回インジェクタを駆動するに当たり電力
の消費が激しいことについて考慮されていない。
【０００９】本発明の目的の一つは、成層燃焼領域を従
来より広げ、燃費の向上，エミッションの改善を図るこ
とにある。
【００１０】本発明の別の目的は、１回の噴射タイミン
グの間に複数回噴射させる運転領域を拡大して燃費の向
上，エミッションの改善を図ることにある。
【００１１】本発明の更に別の目的は、１回の燃料噴射
タイミングに複数回インジェクタを開閉駆動しても電力
消費を少なく抑えることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的のいず
れか一つを達成するために、第１に、燃料噴射弁は開弁
起動状態とその後の開弁保持状態とで電磁コイルに流れ
る電流の状態が変化するように構成し、且つ１回の燃料
噴射タイミングの間に、開弁起動状態と開弁保持状態の
サイクルが、少なくとも２回繰り返されるように構成し
た。
【００１３】第２に、燃料噴射弁に２つの電磁コイルを
設け、その噴射弁の開弁起動状態とその後の開弁保持状
態とで２つの電磁コイルに流れる電流の状態が切り替わ
るように構成し、且つ１回の燃料噴射タイミングの間
に、開弁起動状態と開弁保持状態のサイクルが、少なく
とも２回繰り返され、その都度電流の流れる状態が切り
替わるよう構成した。
【００１４】好適には、第１，２の構成において１回の
噴射タイミングの間に、開弁起動状態と開弁保持状態の
サイクルが、所定の閉弁区間を挟んで少なくとも２回繰
り返されるよう構成される。
【００１５】第３に、燃料噴射弁は燃料通路を開閉する
弁体と弁座を有し、且つこの弁座の上流に燃料に旋回力
を付与する半径方向外側から内側に向かう放射状の燃料
通路を有し、当該燃料通路には１回の燃料噴射タイミン
グの間に少なくとも２回の半径方向外側から内側に向か
う燃料の流れが形成されるように構成した。
【００１６】第４に、スタータ駆動中に、燃料噴射弁が
１回の燃料噴射タイミングの間に少なくとも２回燃料通
路を開閉するように構成した。
【００１７】第５に、燃料噴射弁はペネトレーションの
長い噴霧状態とペネトレーションの短い噴霧状態に切替
えられるように構成し、成層燃焼状態ではペネトレーシ
ョンの短い噴霧状態に切替え、均質燃焼状態ではペネト
レーションの長い噴霧状態に切替え、且つペネトレーシ
ョンが短い状態では１回の噴射タイミングの間に少なく
とも２回燃料を噴射するように構成した。
【００１８】第６に、燃料噴射弁は燃料噴射孔部に燃料
噴霧をプラグの方向に変更する変更要素を含んでおり、
且つ当該変更要素から、１回の噴射タイミングの間に少
なくとも２回点火プラグに向けて燃料を噴射するよう構
成した。
【００１９】第７に、吸気ポートに設けた空気流動生成
装置により燃焼室内に空気流動を生成し、燃料噴射弁か
ら燃焼に必要な燃料を複数回に分割して噴射し、空気流
動で複数回の燃料噴霧を点火プラグ方向へガイドするよ
う構成した。
【００２０】ものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明が適用される筒内噴射エン
ジンの一つのシステム例を図１および図２に示す。
【００２２】エンジン３０には、２本の吸気管Ａ，Ｂ
と、それらをそれぞれ上下に仕切る板２０と、この板２
０の開始点に空気流動制御弁２１を設けた。
【００２３】これらにより、燃焼室内に吸気弁１０側か
ら排気弁１１側、ピストン３１へと向かう順タンブル空
気流動５０を形成するように構成した。
【００２４】空気流動５０の強度は電子制御されるアク
チュエータ２１Ａでリンク２１Ｂを介して空気流動制御
弁２１の開度を制御することにより変化させることがで
きるよう構成した。
【００２５】タンブル空気流動５０を保持しやすいよう
にピストン３１の頂面にはタンブル空気流動をガイドす
るタンブル保存溝５０Ａを設けた。
【００２６】点火プラグ３２は燃焼室中央部に配置し、
燃焼室内に直接燃料を噴射供給するインジェクタ１は燃
焼室に設けられた２つの吸気弁１０の間に燃料噴射孔を
シリンダ側にして水平から約３０度上方に傾けて配置し
た。
【００２７】インジェクタ１は電磁コイルを備えた電磁
弁で構成し、エンジンコントロールユニット（以下ＥＣ
Ｕと称す）４１からの制御信号により開閉制御するよう
構成した。
【００２８】ＥＣＵ４１からの燃料噴射制御信号がイン
ジェクタ駆動回路４０に入力されると、後で詳述するイ
ンジェクタ１の電磁コイル２がバッテリＶＢにより付勢
され、プランジャ３が引き上げられ、プランジャ３の先
端に取付けられている弁体３ａが弁座（図示せず）から
離れ、図示しない高圧ポンプで加圧された高圧燃料が燃
焼室内に噴射される。
【００２９】燃料はインジェクタ１の弁３ａの上流に設
けたスワラ４により旋回力が与えられて噴射されるた
め、燃焼室内圧力が低い吸気行程噴射では中空の円錐噴
霧となる。
【００３０】一方、燃焼室内圧力が高い圧縮行程噴射で
は噴霧がつぶれて中実噴霧となる。本実施例では、成層
燃焼領域においては図に示すように先行して噴射された
噴霧６０ａがプラグ３２方向に拡散してプラグ３２付近
で留まり、次に噴射された噴霧６０ｂを火種として燃焼
するよう構成した。
【００３１】図中３２ａは点火コイルで、ＥＣＵ４１か
らの点火信号を受けて点火プラグ３２に点火用スパーク
を発生させる。
【００３２】図３（ａ），（ｂ）に基づき本発明の概要
を説明する。
【００３３】本発明では、圧縮行程の非常に近接した時
間に燃料を複数回に分割して噴射する。
【００３４】スワラ付きインジェクタで一括噴射（１回
の燃料噴射タイミングの間に１回の開弁で燃焼に必要な
燃料を一括噴射すること）した場合の噴霧は図３（ａ）
のようにＬ１のペネトレーションを有する。
【００３５】同じ噴射量を２回に分割して噴射した場合
は図３（ｂ）に示すように、一回当たりの噴射量が少な
くなるため噴霧の貫通力が小さくなる。
【００３６】第１噴射のペネトレーションＬ２と第２噴
射のペネトレーションＬ３の長い方を、一括噴射のペネ
トレーションＬ１と比較すると前者のペネトレーション
Ｌ２（Ｌ３）の方が短い。
【００３７】そして、弁の上流にスワラを備えていない
インジェクタと同様の比較すると、同じ燃料供給量、同
じ燃料圧力の場合、弁の上流にスワラを備えた本発明の
方が同じ噴射量を２回に分割して噴射した場合のペネト
レーションの短くなる度合いが大きかった。
【００３８】また、同一圧力雰囲気中で連続２回噴射を
実施すると、第１噴射の噴霧６０ａが直進力を失って滞
留しているところへ第２噴射６０ｂが重なるようにして
到達し、全体として狭い領域に高濃度で噴霧が滞留する
のが確認できた。
【００３９】しかし、実際の燃焼室では第１噴射６０ａ
と第２噴射６０ｂが噴射されるタイミングにおける燃焼
室内圧力は異なる（第１噴射６０ａの時点の方が第２噴
射６０ｂの時点より低い）。
【００４０】ところで、スワラを備えたインジェクタで
は、雰囲気圧力が低いと中空円錐噴霧となり、雰囲気圧
力が高いと中実のコンパクトな噴霧となる。
【００４１】このため実機では、図３（ｃ）のように低
圧状態の燃焼室に噴射された中空円錐噴霧の第１噴射の
噴霧６０ａは軽いので空気流動に乗って広く分布し、比
較的高圧状態の燃焼室に噴射された中実の第２噴射の噴
霧６０ｂは比較的燃料粒が重いことと空気流動が弱まっ
ていることで先行した第１噴射６０ａ程は拡散せず、プ
ラグの周りに集まる。
【００４２】この雰囲気圧力差によりプラグ周りに濃い
混合気層、その周囲に薄い混合気層、という理想的な混
合気が形成できた。
【００４３】また、噴射期間Ｔ１が２ｍ秒を超えるよう
な長い場合には、スワラ付きインジェクタから噴射され
た中空円錐噴霧は、噴霧内外の圧力差により噴霧が釣り
鐘型となり、燃料噴霧の広がり角度（θ１，θ２）が狭
角化され噴霧の分散が抑えられる。
【００４４】これに対し、複数回に分割して噴射すると
１回当たりの噴射期間が短縮され、噴霧の広がり角度の
狭角化を防止でき、燃料を広く分散させることができる
（θ１＜θ２）。
【００４５】スワラ付きインジェクタでは一括噴射にす
るか、２回に分割して噴射するかによって燃料の広がり
角度を制御できる。
【００４６】図４に本発明による噴射方法のパターン、
図５に本発明を実施した筒内噴射エンジンの運転領域を
示す。
【００４７】図５は横軸が回転数、縦軸が負荷であり、
の領域は均質運転、は弱成層運転、は成層運
転を行う領域である。
【００４８】の高負荷高回転の均質運転領域では、短
時間に多量の燃料を噴射する必要があることから、図４
（１）のように吸気行程で一括噴射、もしくは排気行程
から吸気行程にかけて一括で噴射する。高回転高負荷で
は燃焼室内の空気流動が強く、噴霧が吸気弁側に集中し
て空気利用率が悪いが、排気弁側まで到達して混合を促
進できるように貫通力が強い一括噴射を行うことで、出
力の向上，燃費の改善を図る。
【００４９】の高負荷低回転の領域では、図４（２）
に示すように、吸気行程に複数回に分割して燃料を噴射
することで、噴霧の貫通力（ペネトレーション）を低減
し、排気側シリンダ壁面やピストン冠面への燃料付着を
低減する。
【００５０】また、１回当たりの噴射期間を短縮するこ
とで、第１噴射６０ａの噴霧角を拡大して混合を促進で
きる。
【００５１】は弱成層運転領域で、図４（３）に示す
ように吸気行程と圧縮行程に分割して噴射する。
【００５２】吸気行程噴射で周囲に希薄混合気を形成
し、圧縮行程噴射の噴霧を点火火種として弱成層燃焼を
達成する。
【００５３】は成層運転領域であるが、そのなかでも
比較的高回転領域であり、図４(４)に示すように圧縮行
程で一括噴射して成層燃焼する。
【００５４】の低負荷低回転の成層運転領域では、図
４（５）に示す圧縮行程複数回噴射の燃料噴霧を空気流
動でガイドすることにより従来のいかなるエンジンでも
成層燃焼による安定燃焼が困難とされる領域において、
成層燃焼による安定燃焼を実現できた。
【００５５】この結果、従来より成層燃焼領域が拡大
し、燃費低減と、エミッションの改善が図れた。
【００５６】図４（５）に示す圧縮行程複数回（２回）
噴射では図８に示すように、第１噴射は圧縮行程前乃至
中期に行い、プラグ近傍に希薄混合気層６０ａを形成
し、第２噴射を圧縮行程中乃至後期に行い、噴霧６０ｂ
が点火プラグへ到達したときに点火して燃焼させる。
【００５７】点火プラグに可燃混合気層、その周囲に希
薄な混合気層さらに外側に空気層があることで、混合気
が効率よく燃焼し、また壁面に混合気が存在しないた
め、火炎伝播できないクエンチ層からのＨＣの生成が減
少し、ＨＣの排出量が低減できる。
【００５８】この場合、第２噴射が圧縮行程の後期の空
気流動が非常に弱い状況において行われるので従来のシ
ステムであれば噴霧がプラグまで到達する貫通力を持た
ない。
【００５９】しかし、本発明では先に説明した理由と、
図９に示すように、第１噴射がプラグ方向への流動を生
成するため、第２噴射はこの流動に引っ張られる作用の
両方で点火プラグまで到達することができる。これよ
り、安定燃焼領域が広がり、燃費が更に向上する。
【００６０】図４（５）に示す圧縮行程２回噴射で第１
噴射と第２噴射のタイミングを非常に近接した時間(１.
５ｍｓ程度）にすると、図１０のように混合気がプラグ
を通過する時間を延長することができる。
【００６１】タンブル空気流動により燃料を点火プラグ
まで搬送するいわゆるタンブルガイドエンジンでは、混
合気が点火プラグを通過する期間でのみ点火ができるた
め、第１噴射と第２噴射のタイミングを最適化すると噴
霧が連続して２回通り過ぎ、その両方のタイミングで点
火することが可能となり、燃焼安定領域が拡大する。以
上のように、圧縮行程複数回噴射では、第１噴射と第２
噴射の間隔を制御することにより、混合気の弱成層化に
よる燃費向上（図１１混合気曲線６０）と、混合気のプ
ラグ通過時間延長による燃焼安定領域拡大（図１１混合
気曲線６１）、という２つの効果が得られる。
【００６２】更に、始動時に触媒が十分に暖機されてい
ない状況では、図４（６）に示すように圧縮行程と膨張
行程に燃料を噴射する。
【００６３】圧縮行程で希薄燃焼させ、膨張行程に燃料
を噴射し、第１燃焼での余剰空気と燃焼による熱で、２
度目の噴霧を燃焼させ、排気温度を向上，触媒暖機時間
を低減する。触媒早期活性化により、排気浄化が可能と
なるため、排気の低減効果がある。
【００６４】このような領域では空気流そのものが少な
いので空気流動による燃料ガイド効果が低いので燃料噴
射期間を他の２回噴射領域の噴射期間より長くしてペネ
トレーションを長くし、プラグ周辺に届き易くする。
【００６５】始動時の中でもスタータでエンジンを駆動
しているような低回転領域では、ピストンが圧縮行程途
中で停止している気筒に燃料を噴射して一発目を燃焼さ
せるが、本発明の１噴射タイミング複数回噴射を用いれ
ば、一発目の燃焼から成層燃焼で始動を行う事ができ、
ＨＣの発生が少なく、燃費の良い直接燃料噴射装置が得
られる。
【００６６】通常、始動時は燃料圧力が低く噴射率が低
いため、噴射期間を通常運転時の数倍長くする必要があ
る。このため従来の直接燃料噴射装置においては、燃料
噴霧のペネトレーションが長くなりすぎて対向壁面への
燃料付着が生じたり、燃料が点火タイミング時に点火プ
ラグ位置を通り過ぎたり、またこのような運転状態では
燃料の圧力が低くて燃料の微粒化も不十分であるという
問題もあって、成層燃焼が実現できず、均質燃焼で始動
していた。
【００６７】本実施例では一燃料噴射タイミングでイン
ジェクタを２回駆動して、１回の噴射燃料を分割して噴
射することにより、ペネトレーションを低減することが
できたので対向壁面への燃料付着を防止でき、また燃料
量が少ない分、低い圧力でも燃料が十分霧化され、これ
により、一発目の燃焼から成層燃焼で始動を行う事が可
能となる。
【００６８】図７に示すように、ＥＣＵ４１はエンジン
に取り付けられた各種センサから、エンジン冷却水温
度，エンジン潤滑油温度，エンジン回転数，負荷，スロ
ットル弁開度，クランクシャフトの回転角度，Ａ／Ｆ
（空燃比センサ出力あるいは酸素濃度検出器出力）など
の信号を受けてエンジンの状態を判定し、さらに図６の
フローチャートで噴射方法を選定し、噴射時期，噴射期
間，点火時期などをインジェクタ駆動回路４０や、点火
回路３２ａへ出力する。（図２の３２ｂは点火コイルを
示す。）均質運転時には２回の噴射時期で燃焼室圧力は
ほとんど変化しないが、成層運転時には図１２に示すよ
うに燃焼室圧力が変化する。また、その変化割合は噴射
時期や、回転数，吸入空気量の関数となるため、条件に
あわせた噴射間隔が要求される。
【００６９】噴射間隔（時間）が同じ場合、（ｂ）を基
準条件とすると、吸入空気が多い（ａ）のような条件で
は２回目の噴射時の燃焼室圧力が高く、コンパクトな噴
霧となるため、１回目の噴霧と２回目の噴霧の間が開い
て、分離する可能性がある。
【００７０】低回転の（ｃ）のような場合は、圧力変化
が少ないため、噴霧の定常試験に近い結果が得られると
考えられる。
【００７１】燃焼に最適な混合気を得るために、図１３
に示すように回転数，吸入空気量が大きくなり、あるい
は噴射時期が遅くなるにつれて第１，２噴射の間の噴射
休止間隔Ｄ１を短縮する。
【００７２】ただし、Ｄ１はインジェクタへ電力を供給
する昇圧回路のコンデンサのチャージに必要な時間(約
１.５ｍｓ）以下となってはならない。
【００７３】図１４に示すように、回転数，吸入空気量
が大きくなり、あるいは噴射時期が遅くなるにつれてＴ
２／Ｔ３を小さくする。
【００７４】つまり、Ｔ３を延長する。ただし、Ｔ２は
図１５に示す無効噴射パルス幅以下になってはならな
い。
【００７５】図１５は、噴射期間と燃料流量の関係を示
しており、ほぼ比例関係にあることがわかる。だが、噴
射期間を短縮するとインジェクタのプランジャの開弁ま
での遅れや、プランジャの動作が不安定になることなど
が原因で、流量に直線性が得られない領域が出現する。
【００７６】直線性が得られない領域の噴射期間を無効
噴射パルス幅と呼び、この領域は使用しない。
【００７７】この領域に噴射パルス幅（噴射期間）が入
る場合は、燃料圧力を低く設定して流量を低減し、その
分噴射パルス幅を長くして対応する。
【００７８】第１の実施例のエンジンにおいては、プラ
グに到達できる噴霧角得るために広角噴霧型のインジェ
クタであるスワラ付きインジェクタを用いた。そして比
較的長いペネトレーションが要求される低回転低負荷の
領域では、圧縮行程複数回噴射を適用した。
【００７９】第２の実施例を図１６に示す。
【００８０】この実施例では比較的長いペネトレーショ
ンを確保できる狭角噴霧あるいは中実噴霧型のインジェ
クタを使用し、低回転低負荷の噴射期間の短い条件では
１噴射タイミング１回噴射とし、中回転でペネトレーシ
ョンが長くなり過ぎて壁面への付着が問題となる領域で
１噴射タイミング２回噴射とした。
【００８１】狭角噴霧型インジェクタを用いることで、
均質高負荷条件でも吸気弁からの強い下降流に負けずに
分散しやすい燃料噴霧状態を形成する事ができた。
【００８２】低負荷条件では噴射パルスが短いため、噴
射を２回に分割すると、１回の噴射パルス幅が、無効噴
射パルス幅以下になる可能性があるが、このような領域
では燃料圧力を低くして噴射パルス幅を長くすることが
有効である。
【００８３】第３の実施例を図１７に示す。これは、イ
ンジェクタをエンジンヘッドの側面ではなく、燃焼室中
心部の点火プラグ横に配置した構造である。成層運転で
は圧縮行程２回噴射により、ペネトレーションが抑制で
きるためピストン冠面への付着が低減でき、混合気を２
層化でき、理想的な混合状態を得られる。また、燃焼室
中心から噴射しているため、噴霧が通過することがなく
混合気が中心部に留まるため、広い噴射、点火時期で安
定燃焼できる。均質運転では、燃焼室の形状に合った噴
霧形状となるため、空気を有効に利用できる。均質運転
でも圧縮行程２回噴射によりペネトレーション抑制によ
る壁面付着低減，噴霧拡大による混合の促進が可能であ
る。
【００８４】昇圧器によってバッテリ電圧を昇圧して高
電圧をコイルに印加することで、開弁するインジェクタ
では、近接した短時間に複数回インジェクタを開弁する
ためには、噴射間隔を広く取る必要がある。それはバッ
テリー電圧から電圧をチャージするための時間が必要で
あり、十分に電圧がチャージされない場合、２回目の開
弁が遅れ、必要噴射量が得られない可能性があるからで
ある。よって約１.５ｍｓ以上の間隔が必要である。
【００８５】バッテリー電圧で駆動可能なインジェクタ
を用いた場合、電圧チャージが必要ないため、非常に近
接した時間で複数回噴射を行うことが可能である。この
場合、成層運転の高回転領域でも圧縮行程で近接に２回
噴射して、安定領域の拡大を測ることが可能である。
【００８６】また、上記方法は４２Ｖバッテリー搭載の
エンジンにおいてはさらに小さなパルス幅でも燃料流量
が不安定にならないので、低負荷領域でも燃料圧力を落
とすことなく、複数回噴射することを可能にできる。
【００８７】以上の実施形態は空気で混合気をガイドし
て成層化するエンジンに関して記載したが、ピストンキ
ャビティ１８０で混合気をガイドする図１８のような構
成でも使える。
【００８８】図１９の冠面がフラットなピストンを備え
た筒内噴射エンジンでは、インジェクタ１から噴射した
燃料を点火プラグ３２へ直撃させて混合気を形成する。
【００８９】インジェクタ１は、筒内圧力の変化により
噴霧形状が変わりにくい例えば中実噴霧型インジェクタ
を用いる。
【００９０】特に、点火プラグ方向の噴霧角が変化しな
いことが重要であり、これにより、噴射時期，回転数の
影響を受けることなく点火プラグへ燃料を到達させるこ
とができる。
【００９１】また、ピストンはキャビティを持たないフ
ラットな形状であるため、ピストン冠面の冷却損失，吸
気損失を低減でき、燃費向上が図れる。
【００９２】この構成のエンジンでは、噴霧が点火プラ
グを通過する時間が短いが、一噴射タイミングでの噴射
を複数回に分割してその第１回目と２回目の間隔を適宜
設定することで、点火プラグに混合気が存在する時間を
延長し、燃焼安定領域を拡大できる。
【００９３】また、一噴射タイミングでの噴射を複数回
に分けることにより、ペネトレーションを短くできるた
め、排気バルブ側の壁面への燃料付着を低減でき、燃
費，排気を改善できる。
【００９４】実施例ではスワラ付きインジェクタ，中実
噴霧型インジェクタに関して述べたが、ホールノズル型
のインジェクタやプレートノズル型のインジェクタなど
も使用できる。
【００９５】実施例では噴射を２回に分割した例を述べ
たが、それ以上の回数に分割してもよい。
【００９６】次に、本発明に用いるスワラ付きインジェ
クタ及び、バッテリ電圧で駆動されるインジェクタの詳
細構成を図２０（ａ)，(ｂ），図２１（ａ)，(ｂ)，
(ｃ）に沿って説明する。
【００９７】図２１（ａ）は、インジェクタのノズル先
端部分の拡大図であり、本発明にかかるスワラ１１７が
示されている。スワラ１１７には、軸方向溝２１２と径
方向溝２２１と、更に径方向溝２２１出口部分に環状の
室２５１とが形成されている。
【００９８】軸方向溝２１２はスワラ１１７の円筒の側
面を、２つの平行な平面で切り取った平面とノズルの筒
状内周面とで囲まれた断面半月上の通路で形成される。
【００９９】これらの軸方向溝２１２，径方向溝２２１
は上方より導入される燃料の通路であるが、軸方向溝２
１２を通過した燃料は径方向溝２２１によって弁軸心に
対して偏心して弁座上流の旋回室２３１に導入される。
これにより、燃料にいわゆる旋回力が付与される。ここ
で、ノズル２０８から噴射された燃料噴射の拡がり角、
すなわち噴射角は、スワラ１１７に設ける径方向溝２２
１のオフセットＬ（弁軸心と溝の中心間距離：図２０
（ｂ）に示される）や溝の幅，深さを調整することで調
整ができる。
【０１００】径方向溝２２１のオフセットＬが小さい場
合や、あるいは溝の幅や深さを大きくした場合には旋回
流を生じ易くなるが、環状の室２５１はこの旋回燃料の
変動分を緩和する効果がある。
【０１０１】環状室２５１は、その下流の燃料旋回室２
３１に比べて直径が大きいので、径方向溝２２１を通過
する燃料の流速を下げた場合でも該径方向溝２２１のオ
フセットＬを大きくすれば旋回力を増大させることがで
き、その結果、旋回室を有効に使うことができる。
【０１０２】これにより、未然に変動分を回避できると
共に、燃料のミキシングを積極的に促進することができ
る。
【０１０３】１回の噴射タイミングで弁１１６が弁座２
１０から２回離れると燃料はその都度縦方向通路２１
２，径方向溝２２１，環状室２５１，旋回室２３１，噴
射口１９０と流れて燃焼室内に噴射される。
【０１０４】第１噴射と第２噴射との間の閉弁区間では
燃料は専ら環状室２５１に滞留して第２噴射の初期から
確実に噴射が生じるよう待機している。
【０１０５】この環状溝が無い場合は弁が短時間の間に
開閉を繰り返した場合燃料の供給がそれに追いつかず燃
料切れを生じることがある。
【０１０６】かくして、本発明に供する燃料噴射弁は１
回の噴射タイミングの間に複数回、径方向通路２２１を
通して径方向外側から内側に向かって燃料が供給される
が、高速の分割噴霧によってもまったく燃料の旋回作用
に変化が無く、燃料噴口で安定した微粒化作用を奏し、
高圧の燃焼室内への安定した燃料噴射が可能となった。
【０１０７】スワラを持たないインジェクタでは実現で
きない分割噴射での燃料微粒化効果と、高速弁駆動に対
する燃料供給応答性を得られた。
【０１０８】次に、図２１（ａ)，(ｂ)，(ｃ）を用いて
本発明に供するインジェクタ及び燃料噴射装置の一実施
例について説明する。
【０１０９】図２１（ａ）はインジェクタ１の全体構造
を示す断面図（先端ノズル部の拡大図は、図２０（ａ）
に示す）、図２１（ｂ）は燃料噴射装置（インジェクタ
１とインジェクタ駆動回路４０）の配線構成を示す模式
図である。
【０１１０】まず、図２１（ａ）を用いてインジェクタ
１の構造を説明する。
【０１１１】インジェクタ１は、燃料ポンプから加圧さ
れた燃料が供給されており、弁体を成すボール弁１１６
とヨークケーシング１１４側に形成されたシート面(弁
座面)２１０との間で燃料通路の開閉を行い、燃料噴射
孔１９０からの燃料の噴射量を制御している。
【０１１２】ボール弁１１６はプランジャ１１５の先端
に取り付けられており、シート面２１０の上流近傍には
燃料微粒化のためのスワラ１１７が具備されている。
【０１１３】ボール弁１１６の駆動力を発生する手段と
して、インジェクタ１にはコントロールコイル１１１と
ホールドコイル１１２が具備されており、これらのコイ
ルが通電されると磁束が発生し、コア１１３，ヨーク１
１４とプランジャ１１５を通る磁路が形成され、その結
果、コア１１３とプランジャ１１５との対向する端面間
に吸引力が発生する。
【０１１４】これによりプランジャ１１５及びボール弁
１１６がシート面２１０から離れる方向に（図では右側
に）変位し、燃料が噴射される。
【０１１５】また、コントロールコイル１１１とホール
ドコイル１１２による吸引力が無いとき（無通電状態）
は、リターンスプリング１１８のばね力でプランジャ１
１５を介してボール弁１１６がシート面２１０に押し付
けられ、インジェクタ１は閉弁状態となる。
【０１１６】コントロールコイル１１１とホールドコイ
ル１１２の一端は、電気的に接続されＢ端子となってい
る。また、コントロールコイル１１１のもう一端はＣ端
子となり、ホールドコイル１１２のもう一端は、Ｈ端子
となっている。
【０１１７】Ｂ端子にバッテリのプラス端子をつなぎ、
Ｃ端子，Ｈ端子をバッテリのマイナス端子につなぐとコ
ントロールコイル１１１とホールドコイル１１２に等し
い向き（互いに強め合う向き）の磁束が発生するよう
に、２つのコイルの巻き方、配線が決定されている。
【０１１８】尚、図面では、配線の引き回しを模式的に
記述している。
【０１１９】次に、図２１（ｂ）を用いてインジェクタ
駆動回路１００の配線構成を説明する。
【０１２０】インジェクタ１についてはコア１１３とコ
ントロールコイル１１１とホールドコイル１１２が記載
されている。
【０１２１】インジェクタ制御回路１００には、バッテ
リＶＢよりバッテリ電圧が供給されており、エンジンコ
ントローラ４１からの噴射信号に基づき、コントロール
コイル１１１，ホールドコイル１１２への通電制御を行
う。
【０１２２】インジェクタ制御回路１００には、ホール
ドコイル１１２への通電制御を行うホールドコイルトラ
ンジスタＯＮ／ＯＦＦ回路１０４とコントロールコイル
111への通電制御を行うコントロールコイルトランジス
タＯＮ／ＯＦＦ回路１１４とがある。
【０１２３】それぞれのトランジスタＯＮ／ＯＦＦ回路
は、ホールドコイル電流検出抵抗１０３Ｒ，コントロー
ルコイル電流検出抵抗１１３Ｒで検出された、それぞれ
のコイルへの電流情報を共有し、これらの情報と、エン
ジンコントローラ１からの噴射信号を基準とした信号処
理回路１２０の出力に応じてホールドコイル用パワート
ランジスタ１０２ｔ，コントロールコイル用パワートラ
ンジスタ１１２ｔに通電信号を送る。
【０１２４】ホールドコイル用パワートランジスタ１０
２ｔ，コントロールコイル用パワートランジスタ１１２
ｔがオンになると、ホールドコイル１１２とコントロー
ルコイル１１１にバッテリＶＢの電圧が印加されること
になる。
【０１２５】１０１Ｒ，１１１Ｒは、それぞれホールド
コイル１１２とコントロールコイル１１１の内部抵抗及
び駆動回路の等価抵抗である。
【０１２６】コントロールコイル１１１とホールドコイ
ル１１２は、それぞれ異なった電気特性となっている。
これはコントロールコイル１１１とホールドコイル１１
２が、それぞれ閉弁・開弁・開弁保持・閉弁の各段階に
おいての役割が違うからである。
【０１２７】コントロールコイル１１１は、この実施例
においては、専ら開弁初期状態で使うコイルであり、ホ
ールドコイル１１２は開弁保持状態で使うコイルであ
る。
【０１２８】以下、それぞれの違いを述べる。
【０１２９】まず、開弁時にコイルに要求される特性を
以下に示す。
【０１３０】開弁時には、前述のリターンスプリング１
１８によるセット荷重と、加圧された燃料による燃圧が
ボール弁に働くため、開弁動作に対して大きな阻止力が
働く。
【０１３１】電磁力が、これらの力に打ち勝つ大きさに
到達した時点で、初めてプランジャ１１５が変位を始め
る。
【０１３２】従って、力を発生するのに必要な時間は、
開弁遅れに影響を及ぼすため、できるだけ短くする必要
がある。
【０１３３】起磁力は、コイルの巻数Ｎ（Ｔ）に流入電
流Ｉ（Ａ）を掛け合わせた値Ｕ（＝ＮＩ）であり、微少
時間Δｔに到達できる磁気力の評価に適用できる。
【０１３４】駆動回路の内部抵抗がゼロの場合は、巻数
を少なくすればするほど、インダクタンス成分と抵抗成
分が小さくなり、たくさん電流が流れ、結果として微小
時間Δｔの間に到達できる起磁力は大きくなる。
【０１３５】起磁力はコイルの巻数が減少すれば減少す
るが、コイルのインダクタンスが巻数Ｎの２乗に比例す
るため、巻数の減少による起磁力の減少よりもインダク
タンスの減少による電流の増加が大きいことが分かっ
た。
【０１３６】すなわち、バッテリ電圧等、低電圧で駆動
して開弁時に大きな磁気力を得るためには、巻数で起磁
力を稼ぐより電流で起磁力を稼ぐほうが応答性向上には
望ましいと考えられる。
【０１３７】しかしながら、実際には駆動回路内部には
内部抵抗が存在し、到達起磁力の最大値に制限を加える
と同時に、最適な巻き数が駆動回路内部抵抗値により変
化する。
【０１３８】さらに、電流の流れ易さは、インジェクタ
内のコイルのみならず、制御回路側の内部抵抗，スイッ
チングデバイスの抵抗，電圧降下にも影響される。
【０１３９】このため、制御回路側の内部抵抗，スイッ
チングデバイスの抵抗，電圧降下は極力小さくする必要
がある。
【０１４０】開弁時のコイル、すなわち本実施例のコン
トロールコイル１１１とこのコイル１１１のパワートラ
ンジスタ１１２ｔは、以下のように構成する。
【０１４１】まず、コントロールコイル１１１の巻線径
は、抵抗率の小さい太い巻線とする。
【０１４２】また、パワートランジスタ１１２ｔはバイ
ポーラ、ＣＭＯＳまたはバイCMOSとすることにより通電
時のＯＮ抵抗を低減し、コントロールコイル回路の等価
内部抵抗１１１Ｒを低減する。
【０１４３】さらに、そのような構成に基づき決定され
る内部抵抗１１１Ｒの抵抗値に応じて到達起磁力が最も
大きい近辺の巻き数とする。
【０１４４】通常、開弁保持動作では、開弁時に比べ小
さな起磁力で弁体を開状態に保持できる。
【０１４５】これは、開弁により燃料が噴射されボール
弁１６の前後で圧力がバランスし、燃圧による力が小さ
くなると同時に、コア１１３，ヨーク１１４とプランジ
ャ１１５のエアギャップが小さくなるため、空間ギャッ
プの磁束密度が上昇し起磁力を有効に使えるためであ
る。
【０１４６】さらに開弁保持に続く閉弁時は、電圧印加
を中止することにより開弁保持時の起磁力が低下し、磁
気力が低下していき、スプリング１１８のセット荷重以
下になると閉弁動作を始めるのであるが、開弁保持時の
起磁力が大き過ぎると、閉弁遅れに繋がる。
【０１４７】従って開弁保持時には、保持限界に近い、
低い起磁力で保持しておく必要がある。
【０１４８】開弁保持時のコイル、すなわち本実施例の
ホールドコイル１１２とこのホールドコイル１１２のパ
ワートランジスタ１０２は、以下のように構成する。ま
ず、ホールドコイル１１２は一般にその内部抵抗を特別
に小さくする必要はなく、スペースファクタを優先して
線径を選べばよい。
【０１４９】本実施例においては、開弁時にコイルに要
求される特性をコントロールコイル１１１に持たせ、開
弁保持時にコイルに要求される特性をホールドコイル１
１２に持たせ、単純に切り換えて通電することにより、
それぞれの段階において、理想的な動作を可能とする。
【０１５０】さらに上述のコントロールコイル１１１
と、ホールドコイル１１２のコア113,ヨーク１１４への
配置は、コントロールコイル１１１をプランジャ１１５
に近いほうに配置するほうが望ましい。
【０１５１】これは、コア１１３，ヨーク１１４および
プランジャ１１５で構成される磁気回路において、磁束
が集中するのはコイル近辺であり、特に大きな磁気力が
要求される開弁時に、大きな起磁力が早期に投入される
コントロールコイル１１１をプランジャ１１５に近い配
置にするほうが有利だからである。
【０１５２】本実施例では性能基準となる広いダイナミ
ックレンジを達成することができる。
【０１５３】ダイナミックレンジ拡大のためには、最小
噴射流量を低く抑える必要がある。噴射量は、噴射信号
のオン時間により制御され、最小噴射流量を与える噴射
信号は極限まで短くなる。この短い噴射信号に対して開
弁，閉弁遅れを低減する必要があるが、本実施例におい
ては、以下のように構成している。
【０１５４】コントロールコイル１１１の通電はＴｐに
て中止されるが、ホールドコイル１１２の通電は噴射信
号が立ち下がる、すなわちＴｐを過ぎて閉弁指令まで続
けられる。
【０１５５】閉弁開始時においては、各コイル１１１及
び１１２の電流値が小さいほど磁束の立ち下がりが早く
行われ閉弁遅れの短縮に有利である。
【０１５６】特にホールドコイル１１２は、コントロー
ルコイル１１１に比べ起磁力の立ち下がりが遅いので、
ホールドコイル１１２の電流は、必要最低限とすること
が望ましい。
【０１５７】コントロールコイル１１１の電圧印加後微
小時間に到達する起磁力が、開弁動作に必要な磁気力を
発生するのに十分であるようにホールドコイル１１２の
電気特性を決定する。
【０１５８】ホールドコイル１１２への通電開始は、噴
射信号入力と同時でなくても良く、遅れてからでも十分
である。ホールドコイル１１２の噴射信号立ち下がり時
の到達電流は、噴射信号と同時に通電を開始する場合よ
り低くすることができる。
【０１５９】このように、ホールドコイル１２への通電
を遅らせることにより、噴射信号立ち下がり時、即ち閉
弁指令時の電流を低減することができ、閉弁遅れを短縮
することができる。
【０１６０】本発明では、このように特性が決定された
コントロールコイル１１１，ホールドコイル１１２には
１回の噴射タイミングにおいて２回の電流通流遮断が生
じる。
【０１６１】このように構成された燃料噴射装置は次の
ように動作する(図２１(ｃ)参照)。ＥＣＵ４１が機関の
運転状態に応じて複数回噴射の指令Ｔｓｇを駆動回路４
０に出力する。
【０１６２】駆動回路４０は第１噴射Ｔ２のために、信
号処理回路１２０から回路１１４を介してコントロール
コイル用トランジスタ１１２ｔとホールドコイル用トラ
ンジスタ１０２ｔをオンする。バッテリから見たときの
総合電流は図２０（ｃ）の下側の図に太い線で示されて
いる。トランジスタ１１２ｔは通電から時間ｔ２が経過
した後にＯＦＦされる。トランジスタ１０２ｔは第１噴
射期間Ｔ２の間ずっとＯＮ状態に制御される。これによ
って両コイルの起磁力の総和で開弁した弁はコイル１１
１の保持力で開弁状態が維持される。この間燃料はスワ
ラを通って噴射口から燃焼室内に噴射される。
【０１６３】時間Ｔ２が経過すると、トランジスタ１０
２ｔへの通電も断たれるのでコイルは消磁されプランジ
ャ１１５がリターンスプリング１１８で押し戻されて弁
116は弁座１２０に着座し、燃料噴口を塞ぐ。
【０１６４】しかしながら、わずかな閉弁区間ｔ４の
後、駆動回路４０は第２噴射Ｔ３のために、再び信号処
理回路１２０から回路１１４を介してコントロールコイ
ル用トランジスタ１１２ｔとホールドコイル用トランジ
スタ１０２ｔをオンする。
【０１６５】バッテリから見たときの総合電流は図２０
（ｃ）の下側の図（左）に太い線で示されている。
【０１６６】トランジスタ１１２ｔは通電から時間ｔ３
が経過した後にＯＦＦされる。
【０１６７】トランジスタ１０２ｔは第２噴射期間Ｔ３
の間ずっとＯＮ状態に制御される。これによって両コイ
ルの起磁力の総和で開弁した弁はコイル１１１の保持力
で開弁状態が維持される。この間燃料はスワラを通って
噴射口から燃焼室内に噴射される。
【０１６８】時間Ｔ３が経過すると、トランジスタ１１
２ｔへの通電も断たれるのでコイルは消磁されプランジ
ャ１１５がリターンスプリング１１８で押し戻されて弁
116は弁座１２０に着座し、燃料噴口を塞ぎ第２回目の
噴射が終了する。
【０１６９】この実施例ではインジェクタは高速で駆動
されるにもかかわらず電源電圧で駆動できる。
【０１７０】しかも開弁後はわずかな保持電流で保持す
るため１噴射タイミングの間に２回あるいはそれ以上イ
ンジェクタを開閉動作させても電力消費は少なくて済
む。
【０１７１】尚、バッテリＶＢが４２ボルトバッテリに
なれば電圧が高くなった分駆動電流を下げたり、電流を
同じにしておく場合はコイルの巻き数を減じることがで
きインジェクタを小さくできる。
【０１７２】以上説明した複数の種類のインジェクタは
それぞれの特徴を併せ持ったインジェクタとして構成で
きる。つまり、スワラ付きインジェクタを２コイル型の
バッテリ駆動インジェクタで構成することができる。中
実噴霧あるいは狭角噴霧型のインジェクタを２コイル型
のバッテリ駆動インジェクタで構成することができる。
【０１７３】いずれのインジェクタを用いた場合にも図
２２に示す如く、その先端に燃料噴射方向をプラグ側に
変更する変更要素１９９を備えた偏向噴霧型のインジェ
クタとすることができる。この実施例では変更要素１９
９はインジェクタの中心軸線ｈ１に対してプラグ取付け
方向に角度δだけ中心軸線が傾斜した燃料導出通路１９
８を有する突出部として構成した。
【０１７４】このインジェクタによれば１回の噴射タイ
ミングの間に少なくとも２つの偏向噴霧がプラグに向か
って供給されることになる。
【０１７５】本構成によれば空気やピストンのキャビテ
ィのようなガイド機構が不要になる。
【０１７６】従って、冠面のフラットなピストンと組み
合わせて用いることができる。
【０１７７】また、吸気ポートにタンブル空気流動生成
装置を設ける必要もなくなる。
【０１７８】
【発明の効果】本発明では、筒内噴射エンジンにおい
て、一層成層運転領域を広げることができた。また別の
発明では混合気形成を運転条件にあわせて多様に制御
し、エンジンの燃焼安定性，燃費，排気を向上させるこ
とができた。また別の発明では電力消費の少ないシステ
ムを実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】タンブルガイド筒内噴射エンジン斜視図。
【図２】タンブルガイド筒内噴射エンジン断面図。
【図３（ａ）（ｂ）（ｃ）】一括噴射と２回噴射の噴霧
特性の相違を説明するための図面。
【図４】各運転領域における噴射方法を説明するための
図面。
【図５】回転数−負荷による噴射方法マップ。
【図６】噴射方法選択のフローチャート。
【図７】エンジンコントロールユニットの構成を説明す
るための図面。
【図８】２回噴射による弱成層混合気分布（第一と第二
噴射の間隔大）を説明するための図面。
【図９】第一噴射により生成されるプラグ方向への空気
流動を説明するための図面。
【図１０】２回噴射による弱成層混合気分布（第一と第
二噴射の間隔小）を説明するための図面。
【図１１】クランク角度とプラグ付近混合気濃度の関係
を説明するための図面。
【図１２】噴射時の筒内圧力が噴霧に与える影響を説明
するための図面。
【図１３】噴射間隔Ｄ１の最適値を説明するための図
面。
【図１４】噴射比率Ｔ１／Ｔ２の最適値を説明するため
の図面。
【図１５】噴射期間と燃料流量の関係を説明するための
図面。
【図１６】タンブルガイド筒内噴射エンジンに狭角噴霧
のインジェクタを適用した場合の説明をするための図
面。
【図１７】直上噴射筒内噴射エンジンに２回噴射を適用
した場合の説明をするための図面。
【図１８】壁ガイド筒内噴射エンジンに２回噴射を適用
した場合の説明をするための図面。
【図１９】フラットピストン型筒内噴射エンジンに２回
噴射を適用した場合の説明をするための図面。
【図２０（ａ）】インジェクタの主要部を説明するため
の図面。
【図２０（ｂ）】インジェクタの主要部を説明するため
の図面。
【図２１（ａ）】インジェクタの構成を説明するための
図面。
【図２１（ｂ）】インジェクタの制御回路の構成を説明
するための図面。
【図２１（ｃ）】インジェクタの動作を説明するための
図面。
【図２２】偏向噴霧型インジェクタの主要部を説明する
ための図面。
【符号の説明】
１…インジェクタ、２…コイル、３…プランジャ、４…
スワラ、１０…吸気弁、２１…空気流動制御弁、３０…
エンジン、３１…ピストン、３２…点火プラグ、５０…
空気流動、６０…噴霧、１１１…排気弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｂ 31/00 ３０１ Ｆ０２Ｂ 31/00 ３０１Ｄ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３５ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３５Ｅ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｊ ３０１Ｕ Ｆ０２Ｆ 3/26 Ｆ０２Ｆ 3/26 Ｃ Ｆ０２Ｍ 45/02 Ｆ０２Ｍ 45/02 51/06 51/06 Ｆ Ｍ 51/08 51/08 Ｋ 61/14 ３１０ 61/14 ３１０Ｓ 61/18 ３１０ 61/18 ３１０Ｂ ３２０ ３２０Ｃ ３６０ ３６０Ｊ (72)発明者 白石 拓也 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 助川 義寛 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 3G023 AA02 AA03 AB01 AC05 AD05 AD12 AG01 3G066 AA02 AA03 AA05 AB02 AD12 BA04 BA14 BA16 BA17 BA23 CC06U CC14 CC15 CC32 CC34 CC43 CC48 CD26 CE25 CE29 DA04 DA09 DB08 DB09 DB12 DB13 DC01 DC04 DC05 DC09 DC14 DC24 3G084 AA04 BA15 BA21 CA03 DA02 DA10 3G301 HA01 HA04 HA09 HA10 HA16 HA17 JA02 JA21 KA01 KA08 KA24 LA05 LB04 LC02 MA19 MA26 PA11Z PA17Z PD02Z PE01Z PE03Z PE08Z

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃料を直接燃焼室内に噴射する燃料噴射弁
    を備えた筒内噴射型内燃機関の燃料噴射装置において、 前記燃料噴射弁は電磁コイルを有し、当該電磁コイルは
    前記噴射弁の開弁起動状態とその後の開弁保持状態とで
    電流の流れる状態が変化するように構成されており、 且つ、１回の燃料噴射タイミングの間に、開弁起動状態
    と開弁保持状態のサイクルが、少なくとも２回繰り返さ
    れる筒内噴射型内燃機関の燃料噴射装置。
  2. 【請求項２】燃料を直接燃焼室内に噴射する燃料噴射弁
    を備えた筒内噴射型内燃機関の燃料噴射装置において、 前記燃料噴射弁は２つの電磁コイルを有し、当該２つの
    電磁コイルは前記噴射弁の開弁起動状態とその後の開弁
    保持状態とで電流の流れる状態が切り替わるように構成
    されており、且つ、１回の燃料噴射タイミングの間に、
    開弁起動状態と開弁保持状態のサイクルが、少なくとも
    ２回繰り返されるように電流の流れる状態が切り替わる
    筒内噴射型内燃機関の燃料噴射装置。
  3. 【請求項３】請求項１，２において、１回の噴射タイミ
    ングの間に、開弁起動状態と開弁保持状態のサイクル
    が、所定の閉弁区間を挟んで少なくとも２回繰り返され
    る筒内噴射型内燃機関の燃料噴射装置。
  4. 【請求項４】燃料を直接燃焼室内に噴射する燃料噴射弁
    を備えた筒内噴射型内燃機関の燃料噴射装置において、 前記燃料噴射弁は燃料通路を開閉する弁体と弁座を有
    し、且つこの弁座の上流に燃料に旋回力を付与する半径
    方向外側から内側に向かう放射状の燃料通路を有し、当
    該燃料通路には１回の燃料噴射タイミングの間に少なく
    とも２回の半径方向外側から内側に向かう燃料の流れが
    形成される筒内噴射型内燃機関の燃料噴射装置。
  5. 【請求項５】スタータによって起動され、且つ燃料を直
    接燃焼室内に噴射する燃料噴射弁を備えた筒内噴射型内
    燃機関の燃料制御方法において、 前記スタータ駆動中に、前記燃料噴射弁が１回の燃料噴
    射タイミングの間に少なくとも２回燃料通路を開閉する
    ように構成した筒内噴射型内燃機関の燃料制御方法。
  6. 【請求項６】燃料を直接燃焼室内に噴射する燃料噴射弁
    を備え、成層燃焼状態と均質燃焼状態に燃焼状態を切り
    替えられるように構成した筒内噴射型内燃機関の燃料噴
    射装置において、 前記燃料噴射弁はペネトレーションの長い噴霧状態とペ
    ネトレーションの短い噴霧状態に切替えられるように構
    成し、前記成層燃焼状態のうちの特定の成層燃焼領域で
    はペネトレーションの短い噴霧状態に切替え、前記均質
    燃焼状態のうちの特定の成層燃焼領域ではペネトレーシ
    ョンの長い噴霧状態に切替え、且つペネトレーションが
    短い状態では１回の噴射タイミングの間に少なくとも２
    回燃料を噴射するように構成した筒内噴射型内燃機関の
    燃料噴射装置。
  7. 【請求項７】燃料を直接燃焼室内に噴射する燃料噴射弁
    と、当該燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧に着火する
    点火プラグを備えた筒内噴射型内燃機関の燃料噴射装置
    において、 前記燃料噴射弁は、当該燃料噴射弁の燃料噴射孔部に燃
    料噴霧を前記プラグの方向に変更する変更要素を含んで
    おり、且つ当該変更要素から、１回の噴射タイミングの
    間に少なくとも２回前記点火プラグに向けて燃料を噴射
    する筒内噴射型内燃機関の燃料噴射装置。
  8. 【請求項８】空気が吸入される燃焼室と、前記燃焼室に
    直接燃料を供給する燃料噴射弁と、燃料に点火する点火
    プラグと、燃焼室容積を変化させるピストンを有し、吸
    気ポートに設けた流動生成装置により燃焼室内に空気流
    動を生成し、それにより噴霧を点火プラグ方向へガイド
    するよう構成し、更に前記燃料噴射弁から燃焼に必要な
    燃料を複数回に分割して噴射するよう制御する噴射制御
    手段を設けた筒内噴射型内燃機関。
  9. 【請求項９】前記噴射制御手段は、低回転低負荷の成層
    運転領域において燃料を圧縮行程に複数回に分割して噴
    射するよう制御する請求項８に記載の筒内噴射型内燃機
    関。
  10. 【請求項１０】前記噴射制御手段は、複数回に分割した
    噴霧がとぎれることなく連続的に前記点火プラグを通過
    するように各回の噴射時期を制御する請求項８または９
    に記載の筒内噴射型内燃機関。
  11. 【請求項１１】前記噴射制御手段は、先行噴射で燃料噴
    射弁から点火プラグ方向への燃料噴霧の流動を生成し、
    当該燃料流動により引き続く後噴射による燃料噴霧を点
    火プラグへガイドするように燃料噴射時期を制御する請
    求項８乃至１０のいずれかに記載の筒内噴射型内燃機
    関。
  12. 【請求項１２】前記噴射制御手段は、機関の低回転低負
    荷時には前記燃料噴射弁から１回の燃料噴射タイミング
    の間に１回の開弁で燃料を噴射するよう制御し、前記燃
    料噴射弁は当該燃料噴霧が点火プラグへ到達するだけの
    ペネトレーションを持つ狭角型燃料噴射弁を用いた請求
    項８乃至１１のいずれかに記載の筒内噴射型内燃機関。
  13. 【請求項１３】前記燃料噴射弁は燃焼室中央に設けら
    れ、燃焼室上部から燃焼室内へ向けて燃料を噴射するも
    のである請求項８乃至１２のいずれかに記載の筒内噴射
    型内燃機関。
  14. 【請求項１４】前記燃料噴射弁は上流スワラ型燃料噴射
    弁を用いた請求項８乃至１３のいずれかに記載の筒内噴
    射型内燃機関。
  15. 【請求項１５】前記燃料噴射弁は内燃機関に搭載された
    バッテリーの発生電圧以下の電圧で駆動する燃料噴射弁
    を用いた請求項８乃至１５のいずれかに記載の筒内噴射
    型内燃機関。
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EP00118266A EP1108877A3 (en) 1999-12-15 2000-09-04 Fuel injection apparatus and method for cylinder injection type internal combustion engine
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EP06015583A EP1734244A3 (en) 1999-12-15 2000-09-04 Fuel injection apparatus and method for cylinder injection type internal combustion engine
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003049651A (ja) * 2001-08-02 2003-02-21 Nissan Motor Co Ltd 筒内直噴式エンジン
JP2003097317A (ja) * 2001-09-26 2003-04-03 Hitachi Ltd 予混合圧縮着火エンジンの着火時期制御方法
JP2004124836A (ja) * 2002-10-03 2004-04-22 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の吸気装置
JP2005248857A (ja) * 2004-03-04 2005-09-15 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の燃焼制御装置
JP2007016694A (ja) * 2005-07-07 2007-01-25 Toyota Motor Corp 火花点火式筒内噴射型内燃機関の制御装置
JP2007198325A (ja) * 2006-01-30 2007-08-09 Nissan Motor Co Ltd 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置
JP2007198323A (ja) * 2006-01-30 2007-08-09 Nissan Motor Co Ltd 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置
JP5274701B1 (ja) * 2012-09-18 2013-08-28 三菱電機株式会社 筒内噴射式内燃機関の制御装置
JP2013217379A (ja) * 2013-06-26 2013-10-24 Hitachi Automotive Systems Ltd 筒内噴射式内燃機関の制御装置
JP2015145636A (ja) * 2014-02-03 2015-08-13 マツダ株式会社 直噴エンジンの制御装置
JP2016130495A (ja) * 2015-01-14 2016-07-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
JP2021050642A (ja) * 2019-09-24 2021-04-01 本田技研工業株式会社 燃料噴射制御装置
JP2021050641A (ja) * 2019-09-24 2021-04-01 本田技研工業株式会社 燃料噴射制御装置

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3952693B2 (ja) * 2001-01-09 2007-08-01 日産自動車株式会社 筒内直接燃料噴射式火花点火エンジンの燃料噴射制御装置
JP2002206446A (ja) * 2001-01-10 2002-07-26 Hitachi Ltd 内燃機関及び内燃機関の燃料噴射制御装置
JP4170902B2 (ja) * 2001-07-02 2008-10-22 株式会社日立製作所 シリンダ内直接噴射式内燃機関
JP4032690B2 (ja) * 2001-10-09 2008-01-16 株式会社日立製作所 筒内噴射ガソリンエンジン
EP1705360B1 (en) * 2001-10-09 2008-10-01 Caterpillar Inc. Method of operating an engine with a fuel injector having dual mode capabilities
US6725838B2 (en) 2001-10-09 2004-04-27 Caterpillar Inc Fuel injector having dual mode capabilities and engine using same
JP2004036554A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Hitachi Ltd 燃料噴射装置，内燃機関及び燃料噴射装置の制御方法
FR2849898B1 (fr) 2003-01-13 2007-06-15 Renault Sa Procede de commande de moteur a combustion interne et moteur a combustion interne
JP3810372B2 (ja) * 2003-01-28 2006-08-16 三菱電機株式会社 燃料噴射弁の制御装置
US7252072B2 (en) * 2003-03-12 2007-08-07 Cummins Inc. Methods and systems of diagnosing fuel injection system error
DE10320848B4 (de) * 2003-05-09 2016-05-04 Daimler Ag Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine
DE10322014A1 (de) * 2003-05-16 2004-12-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
JP4244745B2 (ja) * 2003-08-07 2009-03-25 日産自動車株式会社 筒内直噴式ガソリン機関
DE102004001119A1 (de) * 2004-01-07 2005-08-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
JP2005214041A (ja) * 2004-01-28 2005-08-11 Nissan Motor Co Ltd 直噴火花点火式内燃機関の制御装置
US7152559B2 (en) * 2004-07-26 2006-12-26 General Motors Corporation Valve and fueling strategy for operating a controlled auto-ignition four-stroke internal combustion engine
JP4466364B2 (ja) * 2004-12-27 2010-05-26 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置
US7533518B2 (en) * 2005-05-12 2009-05-19 Ford Global Technologies, Llc System and method for reducing NOx emissions in an apparatus having a diesel engine
EP1728995A3 (en) * 2005-05-31 2011-03-16 Nissan Motor Co., Ltd. Combustion control method and apparatus for a direct injection spark ignition internal combustion engine
JP4342481B2 (ja) * 2005-06-28 2009-10-14 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式火花点火内燃機関
DE102005048349A1 (de) * 2005-10-10 2007-04-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
US7487756B2 (en) * 2005-11-30 2009-02-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Direct fuel injection-type spark ignition internal combustion engine
JP2007187149A (ja) * 2005-12-13 2007-07-26 Nissan Motor Co Ltd エンジンの燃料噴射制御方法及び燃料噴射制御装置
JP4353216B2 (ja) * 2006-08-04 2009-10-28 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式火花点火内燃機関
US8474432B2 (en) * 2007-02-15 2013-07-02 Ford Global Technologies, Llc Event-based direct injection engine starting with a variable number of injections
US7866303B2 (en) 2007-02-15 2011-01-11 Ford Global Technologies, Llc Direct injection event-based engine starting
US7464690B1 (en) * 2007-05-29 2008-12-16 Wisconsin Alumni Research Foundation Adaptive engine injection for emissions reduction
JP4506844B2 (ja) 2008-01-25 2010-07-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
US20100077990A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Mazda Motor Corporation Control of spark ignited internal combustion engine
US8165788B2 (en) * 2009-05-22 2012-04-24 Ford Global Technlogies, Llc Fuel-based injection control
JP5331663B2 (ja) * 2009-11-30 2013-10-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 電磁式燃料噴射弁の駆動回路
US8447496B2 (en) * 2010-09-17 2013-05-21 Ford Global Technologies, Llc Fuel-based injection control
JP4924751B1 (ja) * 2010-11-09 2012-04-25 マツダ株式会社 火花点火式直噴エンジンの制御方法及びその制御装置
JP5572107B2 (ja) * 2011-01-31 2014-08-13 本田技研工業株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP5834649B2 (ja) * 2011-09-07 2015-12-24 マツダ株式会社 火花点火式直噴エンジン
CN103890359B (zh) * 2011-10-26 2016-10-12 丰田自动车株式会社 内燃机的燃料喷射控制装置
US9631574B2 (en) * 2011-10-26 2017-04-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injection control device for internal combustion engine
JP5842642B2 (ja) * 2012-02-01 2016-01-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置及び燃料噴射方法
CN102536498A (zh) * 2012-03-15 2012-07-04 重庆长安汽车股份有限公司 直喷式汽油发动机气缸盖
CN102852660B (zh) * 2012-08-30 2016-04-27 浙江福爱电子有限公司 一种电喷发动机运行控制方法
CN103410647B (zh) * 2013-08-14 2015-10-07 温州巴腾电子科技有限公司 一种发动机喷油嘴
JP2015218614A (ja) * 2014-05-15 2015-12-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP6260795B2 (ja) * 2015-03-27 2018-01-17 マツダ株式会社 エンジンの燃料制御装置
WO2016161518A1 (en) * 2015-04-09 2016-10-13 Westport Power Inc. Ignition apparatus and method for a premixed charge in a gaseous-fuelled engine
FR3039214B1 (fr) * 2015-07-22 2019-04-05 Continental Automotive France Procede de gestion de l'injection dans un moteur a combustion interne
JP2017207011A (ja) * 2016-05-19 2017-11-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関制御装置
CN108167101B (zh) * 2017-12-28 2020-01-31 沈阳航空航天大学 一种柴油内燃机的油气混合质量优化方法
CN112146126B (zh) * 2020-09-24 2021-11-12 常熟理工学院 吸气式爆轰发动机的组合式雾化喷油结构

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3315650A (en) * 1965-09-17 1967-04-25 Ford Motor Co Internal combustion engine combustion process
US4355619A (en) * 1980-10-01 1982-10-26 The Bendix Corporation Fast response two coil solenoid driver
KR940001920B1 (ko) * 1985-07-19 1994-03-11 오비탈 엔진 캄파니 프로프라이어터리 리미티드 2행정 사이클 불꽃 점화식 엔진 및 연료 공급 방법
US5402760A (en) * 1992-05-21 1995-04-04 Nippondenso Co., Ltd. Fuel injection control apparatus for internal combustion engine
JP3186373B2 (ja) 1993-10-18 2001-07-11 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式火花点火機関
JPH07189875A (ja) * 1993-12-28 1995-07-28 Yamaha Motor Co Ltd ２サイクルエンジンの燃料噴射装置
DE4411789C2 (de) * 1994-04-06 2003-12-11 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffzumessung in eine Brennkraftmaschine
US5482017A (en) * 1995-02-03 1996-01-09 Ford Motor Company Reduction of cold-start emissions and catalyst warm-up time with direct fuel injection
JP3544257B2 (ja) * 1995-11-07 2004-07-21 ヤマハ発動機株式会社 高圧縮比筒内噴射内燃機関
JP3844091B2 (ja) * 1996-07-02 2006-11-08 株式会社小松製作所 誘導負荷駆動装置
JPH10281039A (ja) * 1997-04-02 1998-10-20 Hitachi Ltd 燃料噴射装置とその制御方法
JPH11148439A (ja) * 1997-06-26 1999-06-02 Hitachi Ltd 電磁式燃料噴射弁及びその燃料噴射方法
JP3693211B2 (ja) * 1997-09-01 2005-09-07 スズキ株式会社 筒内噴射式エンジン
JP3767764B2 (ja) * 1997-09-09 2006-04-19 三菱電機株式会社 内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置
JP3325232B2 (ja) * 1997-09-29 2002-09-17 マツダ株式会社 筒内噴射式エンジン
GB2330177A (en) * 1997-10-09 1999-04-14 Ford Global Tech Inc Prevention of auto-ignition in end gas regions of a cylinder of a gasoline spark-ignition i.c engine
JP3771361B2 (ja) * 1997-11-26 2006-04-26 株式会社日立製作所 燃料噴射弁
JP3348659B2 (ja) 1998-02-13 2002-11-20 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型内燃機関
US6005763A (en) * 1998-02-20 1999-12-21 Sturman Industries, Inc. Pulsed-energy controllers and methods of operation thereof
EP1068433B1 (fr) * 1998-04-10 2003-12-10 Renault s.a.s. Moteur a combustion interne a allumage commande et a injection directe
JPH11294220A (ja) * 1998-04-13 1999-10-26 Mitsubishi Electric Corp 筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置
DE19823280C1 (de) * 1998-05-25 1999-11-11 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine während des Starts
US6302080B1 (en) * 1998-07-31 2001-10-16 Denso Corporation Fuel injection system having pre-injection and main injection
US6085718A (en) * 1998-09-29 2000-07-11 Mazda Motor Corporation Control system for a direct injection-spark ignition engine

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003049651A (ja) * 2001-08-02 2003-02-21 Nissan Motor Co Ltd 筒内直噴式エンジン
JP2003097317A (ja) * 2001-09-26 2003-04-03 Hitachi Ltd 予混合圧縮着火エンジンの着火時期制御方法
JP2004124836A (ja) * 2002-10-03 2004-04-22 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の吸気装置
JP2005248857A (ja) * 2004-03-04 2005-09-15 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の燃焼制御装置
JP2007016694A (ja) * 2005-07-07 2007-01-25 Toyota Motor Corp 火花点火式筒内噴射型内燃機関の制御装置
JP2007198325A (ja) * 2006-01-30 2007-08-09 Nissan Motor Co Ltd 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置
JP2007198323A (ja) * 2006-01-30 2007-08-09 Nissan Motor Co Ltd 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置
JP4631725B2 (ja) * 2006-01-30 2011-02-16 日産自動車株式会社 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置
JP4631724B2 (ja) * 2006-01-30 2011-02-16 日産自動車株式会社 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置
JP5274701B1 (ja) * 2012-09-18 2013-08-28 三菱電機株式会社 筒内噴射式内燃機関の制御装置
JP2013217379A (ja) * 2013-06-26 2013-10-24 Hitachi Automotive Systems Ltd 筒内噴射式内燃機関の制御装置
JP2015145636A (ja) * 2014-02-03 2015-08-13 マツダ株式会社 直噴エンジンの制御装置
JP2016130495A (ja) * 2015-01-14 2016-07-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
JP2021050642A (ja) * 2019-09-24 2021-04-01 本田技研工業株式会社 燃料噴射制御装置
JP2021050641A (ja) * 2019-09-24 2021-04-01 本田技研工業株式会社 燃料噴射制御装置
JP7111674B2 (ja) 2019-09-24 2022-08-02 本田技研工業株式会社 燃料噴射制御装置
JP7171531B2 (ja) 2019-09-24 2022-11-15 本田技研工業株式会社 燃料噴射制御装置

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