JP2003227369A - Control device for direct injection engine - Google Patents

Control device for direct injection engine

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JP2003227369A
JP2003227369A JP2002029315A JP2002029315A JP2003227369A JP 2003227369 A JP2003227369 A JP 2003227369A JP 2002029315 A JP2002029315 A JP 2002029315A JP 2002029315 A JP2002029315 A JP 2002029315A JP 2003227369 A JP2003227369 A JP 2003227369A
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JP
Japan
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combustion
stroke
state
intake
fuel
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002029315A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Hitomi
光夫 人見
Koji Asaumi
皓二 浅海
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To properly change the control state of combustion according to the operation state without causing unstable engine rotation. <P>SOLUTION: A direct ignition engine is constituted so that it changes to a first combustion state which performs one time of combustion between an intake stroke and an exhaust stroke, and to a second combustion state which performs two times of combustion between the intake stroke and the exhaust stroke by switching a combustion cycle according to the operation state of the engine. The combustion control of 8 cycles is performed in the second combustion state. The combustion control of 8 cycles consists of the intake stroke, a first compression stroke, a first expansion stroke accompanied by combustion, a second compression stroke, a second expansion stroke without combustion, a third compression stroke, a third expansion stroke accompanied by combustion and the exhaust stroke. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室内に燃料を
直接噴射して燃焼させる直噴エンジンの制御装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control system for a direct injection engine that directly injects fuel into a combustion chamber for combustion.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば特開2001−33643
5号公報に示されるように、給排気系構造や機関制御を
シンプルなものにしてコスト増を抑制しつつ、機関を効
率よく作動させて燃費性能や排ガス性能を向上させるこ
とを目的として、吸気行程、第1圧縮行程、第1膨張行
程、第2圧縮行程、第2膨張行程および排気行程を順次
実行するエンジンにおいて、吸気行程、第1圧縮行程お
よび第1膨張行程を経て燃料をリーン空燃比で希薄層状
燃焼させる第1燃焼過程と、この第1燃焼過程で発生し
た既燃ガス中に追加燃料を噴射するとともに、上記第2
圧縮行程および第2膨張行程を経て上記追加燃料を燃焼
させる第2燃焼過程とを備えた6サイクルの燃焼制御
(図5(b)参照)を実現し、かつエンジンの運転状態
に応じて一般的な4サイクルの燃焼制御をも実行するよ
うに構成されたエンジンが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-33643.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 5, the intake / exhaust system is designed to operate the engine efficiently and improve fuel consumption performance and exhaust gas performance while simplifying the supply / exhaust system structure and engine control to suppress cost increase. In an engine that sequentially executes a stroke, a first compression stroke, a first expansion stroke, a second compression stroke, a second expansion stroke, and an exhaust stroke, the fuel is passed through the intake stroke, the first compression stroke, and the first expansion stroke to obtain a lean air-fuel ratio. And a second combustion process in which the additional fuel is injected into the burnt gas generated in the first combustion process
A 6-cycle combustion control (see FIG. 5 (b)) including a second combustion process in which the additional fuel is burned through a compression stroke and a second expansion stroke is realized, and a general combustion control is performed according to the operating state of the engine. Engines are known that are configured to perform even four-cycle combustion control.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のような6サイク
ルの燃焼制御を実現するエンジンでは、図5(a)に示
すように、吸気行程INと、燃料噴射Fおよび点火Sを
伴う圧縮行程と、燃焼を伴う膨張行程と、排気行程EX
とからなる一般的な4サイクルの燃焼状態に比べ、ポン
ピングロスを2/3に低減することができるとともに、
上記第1燃焼過程で発生した未燃ガスを第2燃焼過程で
再反応させることにより、HCおよびNOxの排出を効
果的に抑制できる等の利点がある。
As shown in FIG. 5 (a), in the engine that realizes the above-described 6-cycle combustion control, the intake stroke IN, the compression stroke involving the fuel injection F and the ignition S, and the compression stroke are performed. , Expansion stroke with combustion and exhaust stroke EX
The pumping loss can be reduced to 2/3 compared to the general 4-cycle combustion state consisting of
By re-reacting the unburned gas generated in the first combustion process in the second combustion process, there is an advantage that the emission of HC and NOx can be effectively suppressed.

【0004】この反面、図5(a)に示す4サイクルの
燃焼状態では、吸気行程INとなる時期に、図5(b)
に示すように、燃焼を伴う第2膨張行程(第5行程)が
実行されるため、爆発間隔がずれることに起因してエン
ジンの回転が不安定になることが避けられないという問
題があった。すなわち、複数の気筒を有する多気筒のエ
ンジンでは、エンジンの回転が安定するように各気筒の
爆発時期が所定の位相差をもって予め設定されており、
この爆発時期がエンジンの運転状態に応じて変化する
と、相隣接した気筒が連続して爆発する等によりエンジ
ンが片寄った回転状態となるという問題がある。
On the other hand, in the four-cycle combustion state shown in FIG. 5 (a), at the time of the intake stroke IN, FIG.
As shown in (1), the second expansion stroke (fifth stroke) accompanied by combustion is executed, so that there is a problem that instability of the engine rotation due to deviation of the explosion interval cannot be avoided. . That is, in a multi-cylinder engine having a plurality of cylinders, the explosion timing of each cylinder is preset with a predetermined phase difference so that the engine rotation is stable,
If the explosion timing changes in accordance with the operating state of the engine, there is a problem that the engine is in a biased rotating state due to continuous explosion of adjacent cylinders.

【0005】本発明は、以上のような従来の課題を考慮
してなされたものであり、エンジンの回転が不安定にな
るという事態を生じることなく、運転状態に応じて燃焼
制御状態を適正に変化させることができる直噴エンジン
の制御装置を提供するものである。
The present invention has been made in consideration of the conventional problems as described above, and the combustion control state can be properly adjusted according to the operating state without causing the situation that the rotation of the engine becomes unstable. A controller for a direct injection engine that can be changed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
燃焼室内に燃料を直接噴射するとともに、エンジンの運
転状態に応じて燃焼サイクルを切り替えることにより、
吸気行程と排気行程との間に一回の燃焼を行う第1の燃
焼状態と、吸気行程と排気行程との間に二回の燃焼を行
う第2の燃焼状態とに変化させるように構成された直噴
エンジンにおいて、上記第2の燃焼状態では、吸気行程
と、第1圧縮行程と、燃焼を伴う第1膨張行程と、第2
圧縮行程と、燃焼を伴わない第2膨張行程と、第3圧縮
行程と、燃焼を伴う第3膨張行程と、排気行程とからな
る8サイクルの燃焼制御を実行するものである。
The invention according to claim 1 is
By directly injecting fuel into the combustion chamber and switching the combustion cycle according to the operating state of the engine,
It is configured to change into a first combustion state in which one combustion is performed between the intake stroke and the exhaust stroke, and a second combustion state in which two combustions are performed between the intake stroke and the exhaust stroke. In the direct injection engine, in the second combustion state, the intake stroke, the first compression stroke, the first expansion stroke with combustion, and the second
Eight-cycle combustion control including a compression stroke, a second expansion stroke without combustion, a third compression stroke, a third expansion stroke with combustion, and an exhaust stroke is executed.

【0007】この構成によると、例えば低負荷・低回転
の運転領域では、上記第2の燃焼状態として8サイクル
の燃焼制御を実行することにより、ポンピングロスが低
減されて燃費改善効果が得られるとともに、高負荷・高
回転の運転領域に移行した時点で、爆発時期がずれる等
の問題を生じることなく、上記第2の燃焼状態から4サ
イクルの燃焼制御を実行する第1の燃焼状態に切り替え
られることになる。
According to this configuration, for example, in a low load / low speed operation region, by executing the combustion control for 8 cycles as the second combustion state, the pumping loss is reduced and the fuel consumption improving effect is obtained. At the time of shifting to the high load / high speed operation region, the second combustion state is switched to the first combustion state for executing four-cycle combustion control without causing a problem such as a shift in the explosion timing. It will be.

【0008】請求2に係る発明は、上記請求項1記載の
直噴エンジンの制御装置において、第2の燃焼状態で
は、排気通路に排出される既燃ガス濃度が、略理論空燃
比の燃焼状態に対応した値となるように吸入空気量およ
び燃料噴射量を制御するものである。
According to a second aspect of the present invention, in the control device for a direct injection engine according to the first aspect, in the second combustion state, the burned gas concentration discharged to the exhaust passage is a combustion state having a substantially stoichiometric air-fuel ratio. The intake air amount and the fuel injection amount are controlled so that the values correspond to the above.

【0009】上記の構成によれば、8サイクルの燃焼制
御を実行する第2の燃焼状態における第1膨張行程で
は、リーンな空燃比で燃焼が行われることにより熱効率
が高められるとともに、第3膨張行程では、気筒内に多
量の既燃ガスが存在しているため、多量のEGRが行わ
れているのと同等の燃焼状態となることからNOxの発
生が充分に抑制され、エミッションの向上に有利とな
る。
According to the above construction, in the first expansion stroke in the second combustion state in which the combustion control of eight cycles is executed, the combustion is performed with a lean air-fuel ratio, so that the thermal efficiency is increased and the third expansion is performed. In the stroke, a large amount of burned gas is present in the cylinder, and the combustion state is equivalent to that in which a large amount of EGR is performed. Therefore, the generation of NOx is sufficiently suppressed, which is advantageous for improving emission. Becomes

【0010】請求項3に係る発明は、上記請求項2記載
の直噴エンジンの制御装置において、第2の燃焼状態に
おける第1膨張行程の前に噴射される燃料噴射量を、第
3膨張行程の前に噴射される燃料の噴射量よりも少ない
値に設定したものである。
According to a third aspect of the present invention, in the control device for a direct injection engine according to the second aspect, the fuel injection amount injected before the first expansion stroke in the second combustion state is set to the third expansion stroke. It is set to a value smaller than the injection amount of the fuel injected before.

【0011】上記の構成によれば、8サイクルの燃焼制
御を実行する第2の燃焼状態における第1膨張行程で
は、よりリーンな空燃比で燃焼が行われて顕著な燃費改
善効果が得られるとともに、気筒内に適量の既燃ガスと
過剰空気とが存在した状態で、第3膨張行程の燃焼が行
われることにより、燃焼性が確保されつつ、NOxの発
生が効果的に抑制されることになる。
According to the above configuration, in the first expansion stroke in the second combustion state in which the eight-cycle combustion control is executed, combustion is performed with a leaner air-fuel ratio, and a remarkable fuel consumption improving effect is obtained. By performing combustion in the third expansion stroke in a state where an appropriate amount of burned gas and excess air exist in the cylinder, it is possible to effectively suppress the generation of NOx while ensuring combustibility. Become.

【0012】請求項4に係る発明は、上記請求項1ない
し3のいずれかに記載の直噴エンジンの制御装置におい
て、高負荷・高回転の運転領域では、第1の燃焼状態と
するとともに、気筒内の空燃比がλ≦1となるように吸
入空気量および燃料噴射量を制御するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the control device for a direct injection engine according to any one of the first to third aspects, in the high load / high speed operation region, the first combustion state is set, and The intake air amount and the fuel injection amount are controlled so that the air-fuel ratio in the cylinder is λ ≦ 1.

【0013】上記構成によれば、高出力を要求される高
負荷・高回転の運転領域では、気筒内に供給された新気
を利用した一回の燃焼のみを行う第1の燃焼状態とする
ことにより、要求に応じたエンジン出力が得られるとと
もに、気筒内の空燃比がλ≦1となるように吸入空気量
および燃料噴射量が制御されることにより、NOxの発
生が抑制されることになる。
According to the above construction, in the high load / high speed operation region where high output is required, the first combustion state is performed in which only one combustion is performed using the fresh air supplied into the cylinder. As a result, the required engine output is obtained, and the intake air amount and the fuel injection amount are controlled so that the air-fuel ratio in the cylinder is λ ≦ 1, thereby suppressing the generation of NOx. Become.

【0014】請求項5に係る発明は、上記請求項1ない
し4のいずれかに記載の直噴エンジンの制御装置におい
て、吸気弁および排気弁を駆動する電磁動弁機構を備
え、この電磁動弁機構に出力される制御信号の出力タイ
ミングを変更することにより、上記第1の燃焼状態と第
2の燃焼状態とを切り替えるものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the control device for a direct injection engine according to any one of the first to fourth aspects, an electromagnetic valve mechanism for driving an intake valve and an exhaust valve is provided, and this solenoid valve is operated. By changing the output timing of the control signal output to the mechanism, the first combustion state and the second combustion state are switched.

【0015】上記構成によれば、4サイクルの燃焼制御
を実行する第1の燃焼状態と、8サイクルの燃焼制御を
実行する第2の燃焼状態との間における燃焼サイクルの
切替を簡単な構成で適正に実行することが可能となる。
According to the above configuration, the combustion cycle can be switched between the first combustion state in which the 4-cycle combustion control is executed and the second combustion state in which the 8-cycle combustion control is executed with a simple structure. It becomes possible to execute properly.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1および図2は、本発明の一実
施形態によるエンジンの構造を概略的に示している。こ
れらの図において、エンジン本体1は複数の気筒を有
し、図示の実施形態では4つの気筒2を有している。各
気筒2にはピストン3が嵌挿され、このピストン3の上
方に燃焼室4が形成されている。また、各気筒2の燃焼
室4の頂部には点火プラグ7が装備され、その先端部が
燃焼室4内に臨んでいる。上記点火プラグ7には、電子
制御による点火時期のコントロールが可能な点火回路8
が接続されている。
1 and 2 schematically show the structure of an engine according to an embodiment of the present invention. In these figures, the engine body 1 has a plurality of cylinders, and in the illustrated embodiment, has four cylinders 2. A piston 3 is fitted into each cylinder 2 and a combustion chamber 4 is formed above the piston 3. Further, a spark plug 7 is provided at the top of the combustion chamber 4 of each cylinder 2, and the tip end thereof faces the inside of the combustion chamber 4. The spark plug 7 has an ignition circuit 8 capable of electronically controlling the ignition timing.
Are connected.

【0017】燃焼室4の側方部には、燃焼室4内に燃料
を直接噴射する燃料噴射弁9が設けられている。この燃
料噴射弁9は、図略のニードル弁およびソレノイドを内
蔵し、後述のパルス信号が入力されることにより、その
パルスの入力時期にパルス幅に対応する時間だけ駆動さ
れて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を噴射する
ように構成されている。なお、上記燃料噴射弁9には、
図外の燃料ポンプにより燃料供給通路等を介して燃料が
供給され、かつ、圧縮行程での燃焼室4内の圧力よりも
高い燃料圧力を与え得るように燃料供給系統が構成され
ている。
A fuel injection valve 9 for directly injecting fuel into the combustion chamber 4 is provided at a side portion of the combustion chamber 4. The fuel injection valve 9 has a needle valve and a solenoid (not shown) built therein, and when a pulse signal described later is input, the fuel injection valve 9 is driven for a time corresponding to the pulse width at the input timing of the pulse to open the valve. It is configured to inject an amount of fuel according to the valve opening time. In addition, the fuel injection valve 9 has
A fuel pump (not shown) supplies fuel through a fuel supply passage or the like, and the fuel supply system is configured so that a fuel pressure higher than the pressure in the combustion chamber 4 in the compression stroke can be applied.

【0018】また、各気筒2の燃焼室4に対してそれぞ
れ一対の吸気ポート11,11および排気ポート12,
12が開口し、これらのポート11,11,12,12
に吸気通路15、排気通路20等が接続されるととも
に、各ポート11,11,12,12が吸気弁31,3
1および排気弁32,32により開閉されるようになっ
ている。そして、各気筒2が所定の位相差、つまり4気
筒エンジンの場合には、クランク角で180°ずつの位
相差をもって所定の順番で燃焼が行われるようになって
いる。
A pair of intake ports 11, 11 and an exhaust port 12, respectively, are provided for the combustion chamber 4 of each cylinder 2.
12 open and these ports 11, 11, 12, 12
Is connected to the intake passage 15, the exhaust passage 20, etc., and the ports 11, 11, 12, 12 are connected to the intake valves 31, 3 respectively.
1 and the exhaust valves 32, 32. Then, in the case where each cylinder 2 has a predetermined phase difference, that is, in the case of a 4-cylinder engine, combustion is performed in a predetermined order with a phase difference of 180 ° in crank angle.

【0019】上記排気通路20における分岐排気通路2
1の下流の集合部にはO2センサ23(理論空燃比検出
用の排気ガス濃度検出手段)が設けられ、さらにその下
流側には、排気浄化用の三元触媒24が設けられてい
る。この三元触媒24は、一般に知られているように、
排気ガスの空燃比が理論空燃比(つまり空気過剰率λが
λ=1)付近にあるときにHC,COおよびNOxに対
して高い浄化性能を示す触媒である。上記O2センサ2
3は、排気ガス中の酸素濃度を検出することにより空燃
比を検出するもので、特に理論空燃比付近で出力が急変
するλO2センサにより構成されている。
Branch exhaust passage 2 in the exhaust passage 20
An O 2 sensor 23 (exhaust gas concentration detecting means for detecting a theoretical air-fuel ratio) is provided at a collecting portion downstream of 1, and a three-way catalyst 24 for exhaust purification is provided further downstream thereof. The three-way catalyst 24, as is generally known,
This catalyst exhibits high purification performance for HC, CO and NOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas is near the stoichiometric air-fuel ratio (that is, the excess air ratio λ is λ = 1). Above O 2 sensor 2
3 detects the air-fuel ratio by detecting the oxygen concentration in the exhaust gas, and is composed of a λO 2 sensor whose output changes rapidly near the stoichiometric air-fuel ratio.

【0020】上記吸・排気弁31,32は、それぞれ動
弁機構33により駆動されるように構成されている。こ
の動弁機構33は、図3に示すように、非磁性材料から
なるハウジング34と、このハウジング34内に摺動自
在に配設されるとともに、上記吸・排気弁31,32と
一体に連結されたアーマチュア・コア35と、ハウジン
グ34内の上下両端部に配設された一対の電磁石36,
37および戻しばね38,39とを備えている。そし
て、上方の電磁石36に通電してアーマチュア・コア3
5を上方に吸引することにより、吸気弁31および排気
弁32をそれぞれ所定のタイミングで開放状態とし、下
方の電磁石37に通電してアーマチュア・コア35を下
方に吸引することにより、吸気弁31および排気弁32
をそれぞれ所定のタイミングで閉止状態とするようにな
っている。
The intake / exhaust valves 31, 32 are configured to be driven by a valve operating mechanism 33, respectively. As shown in FIG. 3, the valve operating mechanism 33 is provided with a housing 34 made of a non-magnetic material, slidably disposed in the housing 34, and integrally connected to the intake / exhaust valves 31, 32. Armature core 35, and a pair of electromagnets 36 arranged at both upper and lower ends in the housing 34,
37 and return springs 38, 39. Then, the upper electromagnet 36 is energized and the armature core 3 is energized.
5 is sucked upward to open the intake valve 31 and the exhaust valve 32 at predetermined timings, and the lower electromagnet 37 is energized to suck the armature core 35 downward to suck the intake valve 31 and the exhaust valve 32. Exhaust valve 32
Are closed at predetermined timings.

【0021】上記動弁機構33等を制御するマイクロコ
ンピュータ等からなるエンジン制御用のECU(コント
ロールユニット)40には、エアフローセンサ19、O
2センサ23およびリニアO2センサ25からの信号が入
力され、さらに運転状態を判別するためにエンジン回転
数を検出する回転数センサ45およびアクセル開度(ア
クセルペダル踏込み量)を検出するアクセル開度センサ
46等からの信号も入力されている。
An air flow sensor 19, O is provided in an engine control ECU (control unit) 40 including a microcomputer for controlling the valve operating mechanism 33 and the like.
Signals from the 2 sensor 23 and the linear O 2 sensor 25 are input, and further, a rotation speed sensor 45 for detecting the engine speed and an accelerator opening for detecting the accelerator opening (accelerator pedal depression amount) to determine the operating state. Signals from the sensor 46 and the like are also input.

【0022】上記ECU40は、運転状態判別手段4
1、弁開閉制御手段42、吸入空気量制御手段43およ
び燃料噴射制御手段44を備えている。上記運転状態判
別手段41は、上記回転数センサ45およびアクセル開
度センサ46等からの信号によりエンジンの運転状態
(エンジン回転数およびエンジン負荷)を調べ、運転状
態が図4に示すような低負荷ないし低回転側の運転領域
Aと、高負荷側ないし高回転側の運転領域Bとのいずれ
の領域にあるかを判別するように構成されている。
The ECU 40 has an operating condition discriminating means 4
1, a valve opening / closing control unit 42, an intake air amount control unit 43, and a fuel injection control unit 44. The operating state determination means 41 checks the operating state (engine rotational speed and engine load) of the engine based on signals from the rotational speed sensor 45, the accelerator opening sensor 46, etc., and the operating state is low load as shown in FIG. It is configured to determine which one of the low-rotation side operating region A and the high-load side or high-rotation side operating region B.

【0023】上記弁開閉制御手段42は、運転状態が低
負荷ないし低回転側の運転領域Aにある場合と、高負荷
側ないし高回転側の運転領域Bにある場合とで、動弁機
構33に出力される制御信号の出力タイミングを変化さ
せて吸気弁31および排気弁32の開閉タイミングを次
のように制御するように構成されている。
The valve opening / closing control means 42 operates depending on whether the operating state is in the low load or low rotation side operating range A or in the high load side or high rotation side operating range B. Is configured to control the opening / closing timing of the intake valve 31 and the exhaust valve 32 as follows by changing the output timing of the control signal output to.

【0024】高負荷側ないし高回転側の運転領域Bで
は、図5(a)に示すように、燃料噴射(破線F)を伴
う吸気行程INと、後期に点火Sを伴う圧縮行程と、燃
焼を伴う膨張行程と、排気行程EXとからなる第1の燃
焼状態、つまり吸気行程INと排気行程EXとの間に一
回の燃焼を行う一般的な4サイクルの燃焼制御を実行す
るように上記吸気弁31および排気弁32の開閉タイミ
ングが設定される。なお、図5において、Tはピストン
行程の上死点、Bは下死点である。
In the operating region B on the high load side or the high rotation side, as shown in FIG. 5 (a), an intake stroke IN accompanied by fuel injection (broken line F), a compression stroke accompanied by ignition S in the latter period, and combustion. The first combustion state consisting of the expansion stroke accompanied by the exhaust stroke EX and the exhaust stroke EX, that is, the above-mentioned four-cycle combustion control in which one combustion is performed between the intake stroke IN and the exhaust stroke EX is executed. The opening / closing timing of the intake valve 31 and the exhaust valve 32 is set. In FIG. 5, T is the top dead center of the piston stroke, and B is the bottom dead center.

【0025】低負荷側ないし低回転側の運転領域Aで
は、図5(c)に示すように、吸気行程IN(第1行
程)と、後期に燃料噴射Fおよび点火Sを伴う第1圧縮
行程(第2行程)と、燃焼を伴う第1膨張行程(第3行
程)と、第2圧縮行程(第4行程)と、燃焼を伴わない
第2膨張行程(第5行程)と、後期に燃料噴射Fおよび
点火Sを伴う第3圧縮行程(第6行程)と、燃焼を伴う
第3膨張行程(第7行程)と、排気行程EX(第8行
程)とからなる第2の燃焼状態、つまり吸気行程INと
排気行程EXとの間に二回の燃焼を行う8サイクルの燃
焼制御を実行するように上記吸気弁31および排気弁3
2の開閉タイミングが設定される。
In the operating region A on the low load side or the low rotation side, as shown in FIG. 5 (c), the intake stroke IN (first stroke) and the first compression stroke accompanied by fuel injection F and ignition S in the latter period. (Second stroke), first expansion stroke with combustion (third stroke), second compression stroke (fourth stroke), second expansion stroke without combustion (fifth stroke), and fuel in the latter period A second combustion state consisting of a third compression stroke (sixth stroke) with injection F and ignition S, a third expansion stroke (seventh stroke) with combustion, and an exhaust stroke EX (eighth stroke), that is, The intake valve 31 and the exhaust valve 3 are arranged so as to perform 8-cycle combustion control in which combustion is performed twice between the intake stroke IN and the exhaust stroke EX.
The opening / closing timing of 2 is set.

【0026】上記吸入空気量制御手段43は、アクチュ
エータ18を制御することによりスロットル弁17の開
度(スロットル開度)を制御するものであり、予め設定
されたマップ等から運転状態に対応した目標吸入空気量
を求め、その目標吸入空気量に応じてスロットル開度を
制御することにより、吸入空気量を制御するように構成
されている。
The intake air amount control means 43 controls the opening of the throttle valve 17 (throttle opening) by controlling the actuator 18, and a target corresponding to the operating state is set from a preset map or the like. The intake air amount is obtained, and the throttle opening is controlled according to the target intake air amount to control the intake air amount.

【0027】すなわち、低負荷・低回転側の運転領域A
において実行される第2の燃焼状態では、上記排気行程
EXで排気通路20に排出される排気ガスの既燃ガス濃
度が、略理論空燃比の燃焼状態に対応した値となるよう
にスロットル開度が調節される。また、高負荷・高回転
側の運転領域Bにおいて実行される第1の燃焼状態で
は、気筒2内の空燃比がλ≦1となるようにスロットル
開度が調節される。
That is, the operating region A on the low load / low rotation side
In the second combustion state executed in step S1, the throttle opening is adjusted so that the burnt gas concentration of the exhaust gas discharged into the exhaust passage 20 in the exhaust stroke EX becomes a value corresponding to the combustion state of substantially the theoretical air-fuel ratio. Is adjusted. Further, in the first combustion state executed in the operating region B on the high load / high rotation side, the throttle opening is adjusted so that the air-fuel ratio in the cylinder 2 becomes λ ≦ 1.

【0028】上記燃料噴射制御手段44は、各気筒2に
設けられた燃料噴射弁9からの燃料噴射量および噴射タ
イミングをエンジンの運転状態に応じて制御するもの
で、特に運転状態が図4中の運転領域Aにある場合と、
運転領域Bにある場合とで燃料噴射の制御状態を変更す
るように構成されている。
The fuel injection control means 44 controls the fuel injection amount and injection timing from the fuel injection valve 9 provided in each cylinder 2 in accordance with the operating condition of the engine. In the operating area A of
It is configured to change the control state of fuel injection depending on whether it is in the operating region B or not.

【0029】すなわち、低負荷・低回転側の運転領域A
において実行される第2の燃焼状態では、図5(c)に
示すように、第1膨張行程(第3行程)で行われる最初
の燃焼が成層燃焼状態となるように、空燃比が理論空燃
比よりも大きいリーン空燃比、好ましくは理論空燃比の
略2倍もしくはそれ以上となるように第1圧縮行程(第
2行程)の燃料噴射量および噴射タイミングを設定す
る。また、上記最初の燃焼により生じたリーン空燃比の
既燃ガス中に燃料を供給することにより、理論空燃比の
条件下において2回目の燃焼が第3膨張行程(第7行
程)で行われるように、燃料噴射量を制御するととも
に、既燃ガスが多い状況下で着火、燃焼が可能なように
噴射タイミングが設定され、例えば着火性確保のため第
3圧縮行程(第6行程)で燃料が噴射される。
That is, the operating region A on the low load / low rotation side
In the second combustion state executed in step S1, the air-fuel ratio is stoichiometric so that the first combustion performed in the first expansion stroke (third stroke) becomes the stratified combustion state, as shown in FIG. 5 (c). The fuel injection amount and injection timing of the first compression stroke (second stroke) are set so that the lean air-fuel ratio is larger than the fuel ratio, preferably about twice the stoichiometric air-fuel ratio or more. Further, by supplying the fuel into the burnt gas having the lean air-fuel ratio generated by the first combustion, the second combustion is performed in the third expansion stroke (seventh stroke) under the condition of the stoichiometric air-fuel ratio. In addition to controlling the fuel injection amount, the injection timing is set so that ignition and combustion can be performed in a situation where there is a large amount of burned gas. For example, in order to secure ignitability, the fuel is injected in the third compression stroke (sixth stroke). Is jetted.

【0030】なお、上記燃料噴射量の制御は、エアフロ
ーセンサ19およびO2センサ23等からの出力に基づ
くフィードバック制御により行われる。
The control of the fuel injection amount is performed by feedback control based on the outputs from the air flow sensor 19, the O 2 sensor 23 and the like.

【0031】一方、運転状態が高負荷側ないし高回転側
の運転領域Bにある場合には、各気筒2の空燃比を理論
空燃比もしくはそれ以下とするように燃料噴射量を制御
し、例えば上記運転領域Bの大部分の領域において理論
空燃比とし、全開負荷およびその付近の運転領域で理論
空燃比よりリッチとする。そして、この場合、図5
(a)の破線で示すように、各気筒2に対して吸気行程
IN(第1行程)で燃料を噴射することにより均一燃焼
を行わせるように噴射タイミングを設定する。
On the other hand, when the operating state is in the operating region B on the high load side or the high rotation side, the fuel injection amount is controlled so that the air-fuel ratio of each cylinder 2 becomes the stoichiometric air-fuel ratio or less, for example, The stoichiometric air-fuel ratio is set in most of the operating range B, and is richer than the stoichiometric air-fuel ratio in the full-open load and the operating range in the vicinity thereof. And in this case, FIG.
As shown by the broken line in (a), the injection timing is set so that uniform combustion is performed by injecting fuel into each cylinder 2 in the intake stroke IN (first stroke).

【0032】上記のように運転状態が低負荷側ないし低
回転側の運転領域Aにある場合に、吸気行程と排気行程
との間に二回の燃焼が行われる第2の燃焼状態とし、第
1膨張行程で行われる最初の燃焼を、リーン空燃比での
成層燃焼状態とすることにより、熱効率が高められると
ともにポンピングロスが低減され、これらの相乗効果で
大幅に燃費が改善される。また、上記最初の燃焼により
生成された空気過剰状態の既燃ガス中に燃料を供給して
理論空燃比に制御しつつ、第3膨張行程において2回目
の燃焼を行わせることにより、通常のエンジンのように
リーン空燃比で成層燃焼させるものと比べると熱効率で
は劣るものの、ポンピングロス低減による燃費効果は得
られることになる。
As described above, when the operating condition is in the operating region A on the low load side or the low rotating side, the second combustion state is set in which the combustion is performed twice between the intake stroke and the exhaust stroke. By making the first combustion performed in one expansion stroke a stratified combustion state with a lean air-fuel ratio, the thermal efficiency is increased and the pumping loss is reduced, and the fuel efficiency is greatly improved by these synergistic effects. Further, by supplying the fuel into the burnt gas in the air excess state generated by the first combustion to control the stoichiometric air-fuel ratio and performing the second combustion in the third expansion stroke, a normal engine is provided. Although the thermal efficiency is inferior to the one in which the stratified charge combustion is performed with the lean air-fuel ratio as described above, the fuel consumption effect can be obtained by reducing the pumping loss.

【0033】しかも、上記2回目の燃焼が行われた後
に、排出行程で排気通路20に排出される既燃ガスの濃
度が理論空燃比に対応した値となるように構成すること
により、従来のリーンバーンエンジンのようにリーンN
Ox触媒を設ける必要がなくなり、三元触媒24だけで
充分に排気浄化性能が確保される。このようにリーンN
Ox触媒を設ける必要がないことから、リーンNOx触
媒のNOx吸蔵量の増大時におけるNOxの放出、還元
のための一時的な空燃比のリッチ化を行う必要がなく、
燃費改善の目減りが避けられる。さらに、リーンNOx
触媒の硫黄被毒の問題が生じることもない。
Moreover, after the second combustion is performed, the concentration of the burnt gas discharged into the exhaust passage 20 in the discharge stroke becomes a value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. Lean N like a lean burn engine
It is not necessary to provide an Ox catalyst, and the three-way catalyst 24 alone ensures sufficient exhaust gas purification performance. Lean N like this
Since it is not necessary to provide an Ox catalyst, it is not necessary to release the NOx when the NOx storage amount of the lean NOx catalyst increases, and to temporarily enrich the air-fuel ratio for reduction.
A reduction in fuel consumption can be avoided. Furthermore, lean NOx
There is no problem of sulfur poisoning of the catalyst.

【0034】そして、上記のように吸気行程と排気行程
との間に一回の燃焼を行う第1の燃焼状態と、吸気行程
と排気行程との間に二回の燃焼を行う第2の燃焼状態と
に、エンジンの運転状態に応じて燃焼サイクルを切り替
えるように構成し、上記第2の燃焼状態では、吸気行程
と、第1圧縮行程と、燃焼を伴う第1膨張行程と、第2
圧縮行程と、燃焼を伴わない第2膨張行程と、第3圧縮
行程と、燃焼を伴う第3膨張行程と、排気行程とからな
る8サイクルの燃焼制御を実行するようにした構成によ
ると、爆発時期がずれる等の問題を生じることなく、ポ
ンピングロスを低減して燃費改善効果が得られる上記第
2の燃焼状態と、高出力が得られる第1の燃焼状態との
間で、運転状態を切り替えることができる。
Then, as described above, the first combustion state in which one combustion is performed between the intake stroke and the exhaust stroke, and the second combustion state in which two combustions are performed between the intake stroke and the exhaust stroke. State, the combustion cycle is switched according to the operating state of the engine, and in the second combustion state, the intake stroke, the first compression stroke, the first expansion stroke with combustion, and the second stroke
According to the configuration in which the combustion control of eight cycles including the compression stroke, the second expansion stroke without combustion, the third compression stroke, the third expansion stroke with combustion, and the exhaust stroke is executed, an explosion occurs. The operating state is switched between the second combustion state where the pumping loss is reduced and the fuel consumption improving effect is obtained and the first combustion state where a high output is obtained without causing a problem such as a time shift. be able to.

【0035】すなわち、図5(a)に示す第1の燃焼状
態における燃焼を伴う2番目の膨張行程(第7行程)
と、図5(c)に示す第2の燃焼状態における燃焼を伴
う第3膨張行程(第7行程)とが同時期となるため、図
5(b)に示すように、6サイクルの燃焼制御を実行し
た場合のように、爆発時期がずれることに起因してエン
ジンの回転が不安定になるという事態を生じることがな
く、エンジンの運転状態に応じて8サイクルの燃焼制御
状態から4サイクルの燃焼制御状態にスムーズに移行さ
せることができる。
That is, the second expansion stroke (seventh stroke) accompanying combustion in the first combustion state shown in FIG. 5 (a).
And the third expansion stroke (seventh stroke) accompanied by combustion in the second combustion state shown in FIG. 5 (c) are at the same time, and therefore, as shown in FIG. 5 (b), combustion control of 6 cycles is performed. There is no possibility that the rotation of the engine becomes unstable due to the shift of the explosion timing as in the case of executing the. It is possible to smoothly shift to the combustion control state.

【0036】また、上記実施形態では、第2の燃焼状態
において、排気通路20に排出される既燃ガス濃度が、
略理論空燃比の燃焼状態に対応した値となるように吸入
空気量および燃料噴射量を制御するように構成したた
め、8サイクルの燃焼制御を実行する第2の燃焼状態に
おける第1膨張行程で、リーンな空燃比で最初の成層燃
焼が行われることにより、熱効率を高めて燃費の改善効
果が得られることになる。しかも、第3膨張行程では、
気筒2内に多量の既燃ガスが存在している状態で2回目
の燃焼が行われるため、多量のEGRが行われているの
と同等の作用が得られ、NOxの発生が充分に抑制され
てエミッションを効果的に向上させることができる。
In the above embodiment, in the second combustion state, the concentration of burnt gas discharged into the exhaust passage 20 is
Since the intake air amount and the fuel injection amount are controlled so as to be values corresponding to the combustion state of the substantially stoichiometric air-fuel ratio, in the first expansion stroke in the second combustion state in which the combustion control of 8 cycles is executed, Since the first stratified charge combustion is performed with a lean air-fuel ratio, the thermal efficiency is increased and the fuel consumption improving effect is obtained. Moreover, in the third expansion stroke,
Since the second combustion is performed in the state where a large amount of burned gas is present in the cylinder 2, the same effect as that of a large amount of EGR is obtained, and the generation of NOx is sufficiently suppressed. Emission can be effectively improved.

【0037】すなわち、上記第2の燃焼状態における最
初の燃焼が、理論空燃比の略2倍もしくはそれ以上のリ
ーン空燃比で行われることでNOx発生量が比較的少な
く抑えられ、2回目の燃焼時には、最初の燃焼時に既燃
ガスが発生することで多量のEGRが行われているのと
同等の状態となることからNOxの発生が充分に抑制さ
れる。このような点からもエミッションの向上に有利と
なる。
That is, since the first combustion in the second combustion state is performed with a lean air-fuel ratio that is approximately twice the stoichiometric air-fuel ratio or more, the NOx generation amount is suppressed to a relatively small amount and the second combustion is performed. Occasionally, burned gas is generated at the time of the first combustion, and the state is equivalent to that in which a large amount of EGR is performed, so that the generation of NOx is sufficiently suppressed. From this point as well, it is advantageous for improving emission.

【0038】上記第2の燃焼状態では、排気通路20に
排出される既燃ガス濃度が、略理論空燃比の燃焼状態に
対応した値となるように吸入空気量および燃料噴射量を
制御する場合に、第2の燃焼状態における第1膨張行程
の前に噴射される燃料噴射量を、第3膨張行程の前に噴
射される燃料の噴射量よりも少ない値に設定することが
好ましい。このように構成した場合には、8サイクルの
燃焼制御を実行する上記第2の燃焼状態における第1膨
張行程で、よりリーンな空燃比で最初の燃焼を行わせる
ことにより、顕著な燃費改善効果が得られるとともに、
最初の燃焼時に発生した既燃ガス中に適量の酸素を残存
させることができるため、2回目の燃焼時における燃焼
安定性を確保することができる。
In the second combustion state, the intake air amount and the fuel injection amount are controlled so that the concentration of the burnt gas discharged into the exhaust passage 20 becomes a value corresponding to the combustion state of substantially stoichiometric air-fuel ratio. In addition, it is preferable to set the fuel injection amount injected before the first expansion stroke in the second combustion state to a value smaller than the injection amount of fuel injected before the third expansion stroke. In the case of such a configuration, by performing the first combustion with a leaner air-fuel ratio in the first expansion stroke in the second combustion state in which the combustion control of eight cycles is executed, a remarkable fuel consumption improvement effect is achieved. As well as
Since an appropriate amount of oxygen can be left in the burnt gas generated during the first combustion, the combustion stability during the second combustion can be ensured.

【0039】さらに、上記実施形態に示すように、高負
荷・高回転の運転領域Bで、第1の燃焼状態(4サイク
ル状態)とするとともに、気筒2内の空燃比がλ≦1と
なるように吸入空気量および燃料噴射量を制御するよう
に構成した場合には、気筒2内に供給された新気を利用
した均一燃焼制御を実行することにより、上記高負荷・
高回転の運転領域Bにおいて要求されるエンジン出力を
充分に確保することができるとともに、NOxの発生を
効果的に抑制することができる。
Further, as shown in the above embodiment, in the high load / high speed operation region B, the first combustion state (four-cycle state) is set and the air-fuel ratio in the cylinder 2 becomes λ ≦ 1. When the intake air amount and the fuel injection amount are controlled as described above, the uniform combustion control using the fresh air supplied into the cylinder 2 is executed, so that the high load
It is possible to sufficiently secure the required engine output in the high rotation speed operation range B and to effectively suppress the generation of NOx.

【0040】また、上記実施形態では、吸気弁31およ
び排気弁32を駆動する電磁動弁機構33を設け、この
電磁動弁機構33の作動状態を上記弁開閉制御手段42
において制御することにより、上記第1の燃焼状態と第
2の燃焼状態とを切り替えるように構成したため、4サ
イクルの燃焼制御を実行する第1の燃焼状態と、8サイ
クルの燃焼制御を実行する第2の燃焼状態とを、簡単な
構成でそれぞれ適正に実行することが可能となる。
Further, in the above embodiment, the electromagnetic valve mechanism 33 for driving the intake valve 31 and the exhaust valve 32 is provided, and the operating state of the electromagnetic valve mechanism 33 is controlled by the valve opening / closing control means 42.
The first combustion state and the second combustion state are switched by controlling the first combustion state and the second combustion state. Therefore, the first combustion state in which the 4-cycle combustion control is executed and the first combustion state in which the 8-cycle combustion control is executed. It is possible to properly execute the two combustion states with a simple configuration.

【0041】すなわち、上記電磁式動弁機構33に代
え、油圧室に対する作動油の給排状態を制御して上記吸
気弁31および排気弁32を作動状態と停止状態とに切
り替えるように構成された弁停止機構を、吸気弁31お
よび排気弁32の弁軸とカムシャフトとの間に設け、上
記第2の燃焼状態では、上記弁停止機構により吸気弁3
1および排気弁32の開放操作を一回毎に停止して閉止
状態に保持することにより、8サイクルの燃焼制御を実
行することも可能である。しかし、上記のように油圧室
に対する作動油の給排状態を制御して吸気弁31および
排気弁32の開放操作を一回毎に停止するように構成し
た場合には、高速で回転するカム軸の回転状態に対応さ
せて上記作動油の給排を頻繁に繰り返す必要があるた
め、その追従性等に問題がある。
That is, instead of the electromagnetic valve mechanism 33, the intake / exhaust valve 31 and the exhaust valve 32 are switched between an operating state and a stopped state by controlling the supply / discharge state of hydraulic oil to / from the hydraulic chamber. A valve stop mechanism is provided between the camshaft and the valve shafts of the intake valve 31 and the exhaust valve 32, and in the second combustion state, the intake valve 3 is operated by the valve stop mechanism.
It is also possible to execute the combustion control for eight cycles by stopping the opening operation of the exhaust valve 32 and the exhaust valve 32 each time and maintaining the closed state. However, as described above, when the supply / discharge state of the hydraulic oil to / from the hydraulic chamber is controlled to stop the opening operation of the intake valve 31 and the exhaust valve 32 each time, the camshaft rotating at a high speed. Since it is necessary to frequently repeat the supply and discharge of the hydraulic oil in accordance with the rotation state of No. 3, there is a problem in the followability.

【0042】これに対して上記実施形態に示すように、
電磁動弁機構33によって吸気弁31および排気弁32
を駆動するように構成した場合には、上記弁開閉制御手
段42から電磁動弁機構33に出力される制御信号の出
力タイミングを変更するだけで、上記第1の燃焼状態と
第2の燃焼状態とを容易かつ適正に切り替えることがで
きるという利点がある。
On the other hand, as shown in the above embodiment,
The electromagnetic valve mechanism 33 allows the intake valve 31 and the exhaust valve 32.
When it is configured to drive the first combustion state and the second combustion state, it is only necessary to change the output timing of the control signal output from the valve opening / closing control means 42 to the electromagnetic valve mechanism 33. There is an advantage that and can be switched easily and properly.

【0043】なお、上記実施形態では、図5(c)に示
すように、第2の燃焼状態における2回目の燃焼を行わ
せるための燃料噴射時期を第3圧縮行程(第6行程)に
設定することにより、理論空燃比での成層燃焼を行わせ
るようにしているが、図6(a)に示すように、第2膨
張行程(第5行程)と、第3圧縮行程(第6行程)の2
回に分けて分割噴射(F1,F2)を行うようにしても
よい。このようにすれば、点火プラグ付近に燃料が集ま
りすぎることが防止されて弱成層状態で燃焼が行われる
ことになる。
In the above embodiment, as shown in FIG. 5C, the fuel injection timing for performing the second combustion in the second combustion state is set to the third compression stroke (sixth stroke). By doing so, the stratified charge combustion is performed at the stoichiometric air-fuel ratio, but as shown in FIG. 6A, the second expansion stroke (fifth stroke) and the third compression stroke (sixth stroke) are performed. Of 2
The divided injections (F1, F2) may be performed separately. In this way, fuel is prevented from collecting too much near the spark plug, and combustion is performed in a weakly stratified state.

【0044】また、最初の燃焼時に生成される既燃ガス
の温度が充分に高いこと等により第2回目の燃料を均一
に分散させても着火性を確保し得る場合には、図6
(b)に示すように、第2膨張行程(第5行程)で燃料
噴射を一括して噴射するようにしてもよい。このように
構成した場合には上記、第2膨張行程で噴射された燃料
を、第3圧縮行程等において気筒2内の空気と充分に攪
拌混合した状態で適正に燃焼させることができるという
利点がある。
Further, in the case where the ignitability can be ensured even if the fuel for the second time is evenly dispersed because the temperature of the burnt gas generated during the first combustion is sufficiently high, etc., as shown in FIG.
As shown in (b), the fuel may be collectively injected in the second expansion stroke (fifth stroke). In the case of such a configuration, there is an advantage that the fuel injected in the second expansion stroke can be appropriately burned in the state of being sufficiently agitated and mixed with the air in the cylinder 2 in the third compression stroke or the like. is there.

【0045】さらに、上記第2の燃焼状態における最初
の燃焼によって気筒2内の温度が充分に上昇し、第3圧
縮行程(第6行程)で自己着火し易い状態にある場合に
は、上記第3圧縮行程における点火Sを省略し、自己着
火により2回目の燃焼を行わせるように構成してもよ
い。
Further, when the temperature in the cylinder 2 is sufficiently increased by the first combustion in the second combustion state and the self-ignition is likely to occur in the third compression stroke (sixth stroke), the above-mentioned first Ignition S in the third compression stroke may be omitted, and the second combustion may be performed by self-ignition.

【0046】また、上記実施形態に示すような構造に加
え、過給機を設けた構造としてもよい。例えば図7に示
すように、排気通路20に設けられたタービン61と、
吸気通路15に設けられたコンプレッサ62とを有する
ターボ過給機60を設け、排気通路20を流れる排気ガ
スのエネルギーでタービン61が回転回転するのに応
じ、上記コンプレッサ62を回転させることにより、吸
気を過給するように構成してもよい。このように構成す
れば、上記過給作用により、比較的に高負荷側まで、8
サイクルの燃焼制御を実行する第2の燃焼状態として燃
費をさらに改善することができるという利点がある。な
お、図7において、63はコンプレッサ62の下流側に
おいて吸気通路15に設けられたインタクーラである。
In addition to the structure shown in the above embodiment, a structure provided with a supercharger may be adopted. For example, as shown in FIG. 7, a turbine 61 provided in the exhaust passage 20,
A turbocharger 60 having a compressor 62 provided in the intake passage 15 is provided, and the compressor 62 is rotated in response to the turbine 61 being rotated by the energy of the exhaust gas flowing in the exhaust passage 20, thereby making the intake air intake May be supercharged. According to this structure, due to the above supercharging action, it is
There is an advantage that the fuel consumption can be further improved as the second combustion state in which the cycle combustion control is executed. In FIG. 7, 63 is an intercooler provided in the intake passage 15 on the downstream side of the compressor 62.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上のように本発明の制御装置は、エン
ジンの運転状態に応じて燃焼サイクルを切り替えること
により、吸気行程と排気行程との間に一回の燃焼を行う
第1の燃焼状態と、吸気行程と排気行程との間に二回の
燃焼を行う第2の燃焼状態とに変化させるように構成さ
れた直噴エンジンにおいて、上記第2の燃焼状態では、
吸気行程と、第1圧縮行程と、燃焼を伴う第1膨張行程
と、第2圧縮行程と、燃焼を伴わない第2膨張行程と、
第3圧縮行程と、燃焼を伴う第3膨張行程と、排気行程
とからなる8サイクルの燃焼制御を実行するように構成
したため、爆発時期がずれる等の問題を生じることな
く、ポンピングロスを低減して燃費改善効果が得られる
上記第2の燃焼状態と、高出力が得られる第1の燃焼状
態との間で、運転状態を切り替えることができるという
利点がある。
As described above, the control device of the present invention switches the combustion cycle in accordance with the operating state of the engine, thereby performing the first combustion state in which one combustion is performed between the intake stroke and the exhaust stroke. And a direct injection engine configured to change to a second combustion state in which combustion is performed twice between the intake stroke and the exhaust stroke, in the second combustion state,
An intake stroke, a first compression stroke, a first expansion stroke with combustion, a second compression stroke, and a second expansion stroke without combustion,
Since the combustion control of eight cycles including the third compression stroke, the third expansion stroke accompanied by combustion, and the exhaust stroke is configured to be performed, pumping loss is reduced without causing a problem such as a shift in the explosion timing. Therefore, there is an advantage that the operating state can be switched between the second combustion state where the fuel consumption improving effect is obtained and the first combustion state where the high output is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態による装置を備えたエンジ
ン全体の概略平面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view of an entire engine equipped with a device according to an embodiment of the present invention.

【図2】エンジン本体等の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of an engine body and the like.

【図3】運転領域を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing operating regions.

【図4】制御系統のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a control system.

【図5】気筒の燃焼サイクル、燃料噴射時期および点火
時期を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a combustion cycle of a cylinder, a fuel injection timing, and an ignition timing.

【図6】燃焼サイクルの別の具体例を示す説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing another specific example of the combustion cycle.

【図7】過給機を備えた例を示すエンジン全体の概略平
面図である。
FIG. 7 is a schematic plan view of the entire engine showing an example including a supercharger.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン本体 2 気筒 4 燃焼室 9 燃料噴射弁 20 排気通路 31 吸気弁 32 排気弁 33 電磁動弁機構 40 ECU 41 運転状態判別手段 42 弁開閉制御手段 43 吸入空気量制御手段 44 燃料噴射制御手段 1 engine body Two cylinder 4 Combustion chamber 9 Fuel injection valve 20 exhaust passage 31 intake valve 32 exhaust valve 33 Electromagnetic valve mechanism 40 ECU 41 Operating state determination means 42 Valve opening / closing control means 43 Intake air amount control means 44 Fuel injection control means

───────────────────────────────────────────────────── 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) F02D 41/04 310 F02D 41/04 310D 320 320 330 330D 43/00 301 43/00 301E 301Z 45/00 312 45/00 312K Fターム(参考) 3G018 AA01 AB09 BA38 CA12 EA03 EA04 EA13 EA14 EA16 EA35 FA07 FA26 GA07 GA09 3G084 AA01 AA04 BA04 BA05 BA07 BA09 BA13 BA15 BA23 CA03 CA04 CA09 DA02 DA10 EB11 FA07 FA10 FA29 FA33 3G092 AA02 AA09 AA11 AA18 BA04 BB06 DG09 EA05 EA06 EA07 EA11 EC01 FA17 FA24 GA05 GA06 GA17 GA18 HA01Z HD05Z HE01Z HF08Z 3G301 HA00 HA02 HA11 HA16 HA19 JA02 JA25 KA08 KA09 KA24 KA25 LA03 LA07 LC01 MA01 MA11 MA19 ND01 NE13 NE14 NE15 PA01Z PD04Z PE01Z PF03Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F02D 41/04 310 F02D 41/04 310D 320 320 330 330 330D 43/00 301 43/00 301E 301Z 45/00 312 45/00 312K F Term (Reference) 3G018 AA01 AB09 BA38 CA12 EA03 EA04 EA13 EA14 EA16 EA35 FA07 FA26 GA07 GA09 3G084 AA01 AA04 BA04 BA05 BA07 BA09 BA13 BA15 BA23 CA03 CA04 CA09 DA02 DA10 EB11 FA11 A18 A09 A02 A09 A02 A09 A29 A02 A09 A02 A09 A29 A02 A02 A09 A02 A09 A02 A02 A09 A02 BB06 DG09 EA05 EA06 EA07 EA11 EC01 FA17 FA24 GA05 GA06 GA17 GA18 HA01Z HD05Z HE01Z HF08Z 3G301 HA00 HA02 HA11 HA16 HA19 JA02 JA25 KA08 KA09 KA24 KA25 LA03 LA07 LC01 MA01 MA11 MA19 ND01 NE13 PD03 PE01 PE14 NE15 PA01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃焼室内に燃料を直接噴射するととも
に、エンジンの運転状態に応じて燃焼サイクルを切り替
えることにより、吸気行程と排気行程との間に一回の燃
焼を行う第1の燃焼状態と、吸気行程と排気行程との間
に二回の燃焼を行う第2の燃焼状態とに変化させるよう
に構成された直噴エンジンにおいて、上記第2の燃焼状
態では、吸気行程と、第1圧縮行程と、燃焼を伴う第1
膨張行程と、第2圧縮行程と、燃焼を伴わない第2膨張
行程と、第3圧縮行程と、燃焼を伴う第3膨張行程と、
排気行程とからなる8サイクルの燃焼制御を実行するこ
とを特徴とする直噴エンジンの制御装置。
1. A first combustion state in which fuel is directly injected into a combustion chamber and a combustion cycle is switched according to an operating state of an engine to perform one combustion between an intake stroke and an exhaust stroke. , A direct injection engine configured to change to a second combustion state in which combustion is performed twice between the intake stroke and the exhaust stroke, the intake stroke and the first compression state in the second combustion state. First with stroke and combustion
An expansion stroke, a second compression stroke, a second expansion stroke without combustion, a third compression stroke, and a third expansion stroke with combustion,
A control device for a direct injection engine, which performs combustion control of eight cycles including an exhaust stroke.
【請求項2】 第2の燃焼状態では、排気通路に排出さ
れる既燃ガス濃度が、略理論空燃比の燃焼状態に対応し
た値となるように吸入空気量および燃料噴射量を制御す
ることを特徴とする請求項1記載の直噴エンジンの制御
装置。
2. In the second combustion state, the intake air amount and the fuel injection amount are controlled so that the concentration of burnt gas discharged to the exhaust passage becomes a value corresponding to the combustion state of a substantially stoichiometric air-fuel ratio. The control device for a direct injection engine according to claim 1.
【請求項3】 第2の燃焼状態における第1膨張行程の
前に噴射される燃料噴射量を、第3膨張行程の前に噴射
される燃料の噴射量よりも少ない値に設定したことを特
徴とする請求項2記載の直噴エンジンの制御装置。
3. The fuel injection amount injected before the first expansion stroke in the second combustion state is set to a value smaller than the injection amount of fuel injected before the third expansion stroke. The control device for a direct injection engine according to claim 2.
【請求項4】 高負荷・高回転の運転領域では、第1の
燃焼状態とするとともに、気筒内の空燃比がλ≦1とな
るように吸入空気量および燃料噴射量を制御することを
特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の直噴エ
ンジンの制御装置。
4. In a high load / high rotation operating range, the intake air amount and the fuel injection amount are controlled such that the first combustion state is achieved and the air-fuel ratio in the cylinder is λ ≦ 1. The control device for a direct injection engine according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 吸気弁および排気弁を駆動する電磁動弁
機構を備え、この電磁動弁機構に出力される制御信号の
出力タイミングを変更することにより、上記第1の燃焼
状態と第2の燃焼状態とを切り替えることを特徴とする
請求項1ないし4のいずれかに記載の直噴エンジンの制
御装置。
5. An electromagnetic valve mechanism for driving an intake valve and an exhaust valve is provided, and by changing the output timing of a control signal output to this electromagnetic valve mechanism, the first combustion state and the second combustion state can be obtained. The control device for a direct injection engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the control device switches between a combustion state and a combustion state.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008111442A (en) * 2006-10-30 2008-05-15 Ford Global Technologies Llc Method of operating engine

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