JP2007032437A - Cylinder injection internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、気筒内に燃料噴霧を噴射する筒内噴射式内燃機関に関する。 The present invention relates to a direct injection internal combustion engine that injects fuel spray into a cylinder.
筒内噴射式内燃機関として、機関回転数が高回転でかつ高負荷の場合に気筒内への燃料の噴射を吸気行程と圧縮行程とに分割して実施し、その分割比を機関回転数及び負荷のレベルに応じて変更するとともに、点火時期を補正するものが知られている(特許文献1)。また、機関の負荷が高負荷の場合に燃料噴射を吸気行程と圧縮行程とに分割し、低負荷の場合には圧縮行程のみで燃料噴射を実施して成層燃焼を実現するものもある(特許文献2)。 As an in-cylinder injection type internal combustion engine, when the engine speed is high and the load is high, fuel injection into the cylinder is divided into an intake stroke and a compression stroke, and the division ratio is determined based on the engine speed and There is known one that changes according to the load level and corrects the ignition timing (Patent Document 1). In some cases, fuel injection is divided into an intake stroke and a compression stroke when the engine load is high, and stratified combustion is realized by performing fuel injection only in the compression stroke when the load is low (patent) Reference 2).
一般に、圧縮行程における燃料噴射は局所的に濃度の高い混合気を形成することを目的として実施され、一方、吸気行程における燃料噴射は気筒内に均質な混合気を形成することを目的として実施される。これらの目的に適した燃料噴霧の形態はそれぞれ存在し、一方に適した燃料噴霧の形態が他方にも適するとは限らない。上述した内燃機関は、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程とに分割して実施しているが、燃料噴霧の形態が固定されているため、各行程に適した燃料噴霧を吹き分けることができない。 In general, fuel injection in the compression stroke is performed for the purpose of forming an air-fuel mixture having a high concentration locally, while fuel injection in the intake stroke is performed for the purpose of forming a homogeneous air-fuel mixture in the cylinder. The There are fuel spray forms suitable for these purposes, and a fuel spray form suitable for one is not necessarily suitable for the other. The internal combustion engine described above performs fuel injection by dividing it into an intake stroke and a compression stroke. However, since the form of the fuel spray is fixed, it is not possible to blow the fuel spray suitable for each stroke.
そこで、本発明は、複数種類の燃料噴霧を目的に応じて吹き分けることができる筒内噴射式内燃機関を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a cylinder injection type internal combustion engine that can spray a plurality of types of fuel sprays according to the purpose.
本発明の筒内噴射式内燃機関は、気筒の中心線の方向に関して中空円錐形状に広がる第1の燃料噴霧を前記気筒内に噴射可能な第1の燃料噴射弁と、前記中心線と交差する方向に関して扇形状に広がる第2の燃料噴霧を前記気筒内に噴射可能な第2の燃料噴射弁と、前記第1の燃料噴射弁及び前記第2の燃料噴射弁のそれぞれの動作を制御する燃料噴射制御手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する(請求項1)。 The in-cylinder injection internal combustion engine of the present invention intersects the first fuel injection valve capable of injecting the first fuel spray spreading in a hollow conical shape into the cylinder with respect to the direction of the center line of the cylinder, and the center line. A fuel that controls the operation of each of the second fuel injection valve capable of injecting the second fuel spray spreading in a fan shape into the cylinder, and the first fuel injection valve and the second fuel injection valve. By providing the injection control means, the above-described problem is solved.
この発明によれば、気筒の中心線の方向に関して中空円錐形状に広がる第1の燃料噴霧と気筒の中心線と交差する方向に関して扇形状に広がる第2の燃料噴霧とを目的に応じて吹き分けることができる。第1の燃料噴霧は、気筒内の混合気の均質性を促進できる噴霧形態であり、第2の燃料噴霧は局所的に濃度の高い混合気の形成を促進できる噴霧形態である。そのため、燃料噴射制御手段が第1の燃料噴射弁及び第2の燃料噴射弁のそれぞれの動作を制御することで、二種類の燃料噴霧を目的に応じて吹き分けることができる。 According to the present invention, the first fuel spray that spreads in a hollow conical shape with respect to the direction of the center line of the cylinder and the second fuel spray that spreads in a fan shape with respect to the direction intersecting the center line of the cylinder are blown according to the purpose. be able to. The first fuel spray is a spray form that can promote the homogeneity of the air-fuel mixture in the cylinder, and the second fuel spray is a spray form that can promote the formation of a locally high-concentration air-fuel mixture. For this reason, the fuel injection control means controls the operations of the first fuel injection valve and the second fuel injection valve, whereby two types of fuel sprays can be sprayed according to the purpose.
本発明の筒内噴射式内燃機関においては、二種類の燃料噴霧を吹き分ける目的に制限はない。例えば、前記燃料噴射制御手段は、機関の負荷が所定レベルを超えた場合、吸気行程で前記第1の燃料噴霧が噴射され、かつ当該吸気行程に続く圧縮行程で前記第2の燃料噴霧が噴射されるように、前記第1の燃料噴射弁及び前記第2の燃料噴射弁のそれぞれの動作を制御してもよい(請求項2)。この態様によれば、吸気行程で第1の燃料噴霧が噴射されることにより、混合気の均質性が促進される一方で、圧縮行程で第2の燃料噴霧が噴射されることにより、筒内の乱れが促進されて燃焼が促進されるのでノッキングの発生が抑制される。この態様の内燃機関の場合、機関回転数が低回転の場合ほどノッキングが発生し易くなるので、前記燃料噴射制御手段は、前記吸気行程における噴射量に対する前記圧縮行程における噴射量の割合が機関回転数が低いほど大きくなるように、前記第1の燃料噴射弁及び前記第2の燃料噴射弁のそれぞれの動作を制御してもよい(請求項3)。これによりノッキングの発生を確実に抑制できる。 In the in-cylinder internal combustion engine of the present invention, there is no limitation on the purpose of separating two types of fuel spray. For example, when the engine load exceeds a predetermined level, the fuel injection control means injects the first fuel spray in the intake stroke and injects the second fuel spray in the compression stroke following the intake stroke. As described above, the operations of the first fuel injection valve and the second fuel injection valve may be controlled (claim 2). According to this aspect, the first fuel spray is injected in the intake stroke, whereby the homogeneity of the air-fuel mixture is promoted, while the second fuel spray is injected in the compression stroke. The disturbance is promoted and the combustion is promoted, so that the occurrence of knocking is suppressed. In the case of the internal combustion engine of this aspect, knocking is more likely to occur as the engine speed is lower. Therefore, the fuel injection control means has a ratio of the injection amount in the compression stroke to the injection amount in the intake stroke. You may control each operation | movement of a said 1st fuel injection valve and a said 2nd fuel injection valve so that it may become so large that a number is low (Claim 3). Thereby, the occurrence of knocking can be reliably suppressed.
また、燃料噴射制御手段は、前記燃料噴射制御手段は、前記負荷が前記所定レベル以下で、かつ均質燃焼を実施すべき場合、吸気行程で前記第1の燃料噴霧が噴射され、かつ当該吸気行程に続く圧縮行程で前記第2の燃料噴霧の噴射が禁止されるように、前記第1の燃料噴射弁及び前記第2の燃料噴射弁のそれぞれの動作を制御してもよい(請求項4)。この場合には、吸気行程で第1の燃料噴霧が噴射されることにより、気筒内に均質な混合気を形成できるので、効果的に均質燃焼を実現できる。 The fuel injection control means is configured to inject the first fuel spray in an intake stroke when the load is equal to or lower than the predetermined level and to perform homogeneous combustion, and the intake stroke The operation of each of the first fuel injection valve and the second fuel injection valve may be controlled so that the injection of the second fuel spray is prohibited in the compression stroke that follows (Claim 4). . In this case, since the first fuel spray is injected in the intake stroke, a homogeneous air-fuel mixture can be formed in the cylinder, so that homogeneous combustion can be realized effectively.
また、前記燃料噴射制御手段は、前記負荷が前記所定レベル以下で、かつ弱成層燃焼を実施すべき場合、吸気行程で前記第1の燃料噴霧が噴射され、かつ当該吸気行程に続く圧縮行程で前記第1の燃料噴霧又は前記第2の燃料噴霧が噴射されるように、前記第1の燃料噴射弁及び前記第2の燃料噴射弁のそれぞれの動作を制御してもよい(請求項5)。この場合には、吸気行程で第1の燃料噴霧又は第2の燃料噴霧が噴射されて混合気の均質性が高められ、更に圧縮行程で第2の燃料噴霧が噴射されて燃焼が促進されるので、効果的に弱成層燃焼を実現できる。この場合、吸気行程における燃料噴射量に対する圧縮行程における燃料噴射量の割合を適宜に調整することで、混合気の成層度を変化させることができる。例えば、成層度を高めたい場合には、吸気行程における燃料噴射量に対する圧縮行程における燃料噴射量の割合を高めればよい。 Further, the fuel injection control means is configured such that when the load is equal to or lower than the predetermined level and weak stratified combustion is to be performed, the first fuel spray is injected in the intake stroke, and the compression stroke follows the intake stroke. The operations of the first fuel injection valve and the second fuel injection valve may be controlled so that the first fuel spray or the second fuel spray is injected. . In this case, the first fuel spray or the second fuel spray is injected in the intake stroke to improve the homogeneity of the air-fuel mixture, and the second fuel spray is injected in the compression stroke to promote combustion. Therefore, it is possible to effectively realize weak stratified combustion. In this case, the stratification degree of the air-fuel mixture can be changed by appropriately adjusting the ratio of the fuel injection amount in the compression stroke to the fuel injection amount in the intake stroke. For example, in order to increase the stratification degree, the ratio of the fuel injection amount in the compression stroke to the fuel injection amount in the intake stroke may be increased.
本発明の筒内噴射式内燃機関においては、排気通路に設けられて排気中の有害物質を浄化する触媒と、前記触媒の昇温が必要な期間内に点火時期を遅角させる点火時期遅角手段とを更に備え、前記燃料噴射制御手段は、前記点火時期遅角手段が点火時期を遅角させている間、吸気行程で前記第1の燃料噴霧が噴射され、かつ当該吸気行程に続く圧縮行程で前記第2の燃料噴霧が噴射されるように、前記第1の燃料噴射弁及び前記第2の燃料噴射弁のそれぞれの動作を制御してもよい(請求項6)。この態様によれば、点火時期制御手段により点火時期が遅角するように制御されている間、吸気行程で第1の燃料噴霧が噴射され、かつ圧縮行程で第2の燃料噴霧が噴射されるので、点火プラグの近辺で濃度が高く、それ以外の領域で低濃度かつ均質な混合気を形成できる。これにより、触媒を効果的に昇温することができる。 In the in-cylinder injection internal combustion engine of the present invention, a catalyst provided in the exhaust passage for purifying harmful substances in the exhaust, and an ignition timing retardation for retarding the ignition timing within a period in which the catalyst needs to be heated. And the fuel injection control means is configured to inject the first fuel spray in the intake stroke while the ignition timing retarding means retards the ignition timing, and to perform compression following the intake stroke. Each operation of the first fuel injection valve and the second fuel injection valve may be controlled so that the second fuel spray is injected in a stroke. According to this aspect, the first fuel spray is injected in the intake stroke and the second fuel spray is injected in the compression stroke while the ignition timing is controlled to be retarded by the ignition timing control means. Therefore, it is possible to form an air-fuel mixture having a high concentration in the vicinity of the spark plug and a low concentration and a homogeneous mixture in other regions. Thereby, the temperature of the catalyst can be effectively increased.
以上説明したように、本発明によれば、気筒の中心線の方向に関して中空円錐形状に広がる第1の燃料噴霧を前記気筒内に噴射可能な第1の燃料噴射弁と、気筒の中心線と交差する方向に関して扇形状に広がる第2の燃料噴霧を気筒内に噴射可能な第2の燃料噴射弁とを備え、これらの燃料噴射弁の動作が燃料噴射制御手段にてそれぞれ制御されるので、互いに形態の異なる二種類の燃料噴霧を目的に応じて吹き分けることができる。 As described above, according to the present invention, the first fuel injection valve capable of injecting the first fuel spray spreading in a hollow conical shape with respect to the direction of the center line of the cylinder into the cylinder, the center line of the cylinder, A second fuel injection valve capable of injecting into the cylinder a second fuel spray that spreads in a fan shape in the intersecting direction, and the operation of these fuel injection valves is controlled by the fuel injection control means, Two types of fuel sprays having different forms can be sprayed according to the purpose.
(第1の実施形態)
図1は本発明の実施形態に係る内燃機関の要部を示している。内燃機関1は気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式の火花点火内燃機関であり、気筒2と、気筒2内を往復運動し、頂面にキャビティ2aが形成されたピストン3と、を有している。気筒2には吸気通路4及び排気通路5がそれぞれ接続されている。吸気通路4にはこれを開閉する吸気弁6が、排気通路5にはこれを開閉する排気弁7がそれぞれ設けられている。排気弁7の下流側の排気通路5には、排気中の有害物質を浄化するための触媒8が設けられている。触媒8は周知の三元触媒として構成される。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a main part of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. The
内燃機関1は、気筒2の上部に臨むようにして配置された第1燃料噴射弁11と、気筒2の側部に臨むようにして配置された第2燃料噴射弁12と、第1燃料噴射弁11に隣接して配置された点火プラグ13とを有している。第1燃料噴射弁11及び第2燃料噴射弁12のそれぞれにはサプライポンプ(不図示)にて圧送された燃料が供給され、点火プラグ13にはディストリビュータ(不図示)等を備えた電力供給装置を介して必要な電力が供給される。第1燃料噴射弁11は、気筒2の中心線CLの方向に関して中空円錐形状に広がるホロコーン噴霧(第1の燃料噴霧)21を噴射可能に構成されている。一方、第2燃料噴射弁12は、気筒2の中心線CLと交差する方向に関して扇形状に広がるファン噴霧(第2の燃料噴霧)22を噴射可能に構成されている。
The
図2(a)に示すように、第1燃料噴射弁11は外開弁の構造を有し、弁体14の進退動作により、所定幅のリング状のスリット15が形成される。このスリット15から燃料が噴射されることにより、図2(b)に示したホロコーン噴霧21が形成される。スリット15の寸法が適宜に設定されることにより、ホロコーン噴霧21の広がり角θ1が所望の大きさに設定される。一方、図3(a)に示すように、第2燃料噴射弁12の先端部分に設けられたノズル部12aには偏平状のスリット16が形成されていて、このスリット16から燃料が噴射されることにより図3(b)に示したファン噴霧22が形成される。スリット16の幅及び厚さ方向の各寸法が適宜に設定されて、ファン噴霧の広がり角θ2が所望の大きさに設定される。
As shown in FIG. 2A, the first
図1に示すように、第1燃料噴射弁11、第2燃料噴射弁12、及び点火プラグ13は、エンジンコントロールユニット(ECU)30に接続されている。ECU30は各種センサの出力信号を参照して内燃機関1を適正な運転状態に制御する周知のコンピュータであり、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なRAM、ROM等の周辺装置を備えている。ECU30に接続される各種センサには、内燃機関1のクランク角度(位置)に対応した信号を出力するクランク角センサ31や、吸入空気量に対応した信号を出力するエアフローメータ32の他、多数のセンサが接続されているが、本発明の要旨と直接関係しないセンサの図示は省略した。
As shown in FIG. 1, the first
図4及び図5はECU30が所定間隔で繰り返し実行する制御ルーチンの一例を示すもので、図4はメインルーチンを、図5は図4のステップS5で定義された燃料噴射制御のルーチンをそれぞれ示している。図4に示すように、ECU30は、ステップS1で内燃機関1の運転状態を取得する。ステップS1で取得される運転状態には、内燃機関1の機関回転数(回転速度)Neと、負荷を代表するパラメータとしての吸入空気量Gaとがそれぞれ含まれる。機関回転数Neはクランク角センサ31の出力信号から、吸入空気量Gaはエアフローメータ32の出力信号からそれぞれ取得することができる。次に、ステップS2では、ステップS1で取得した運転状態に基づいて目標となる空燃比(目標空燃比)を設定する。次いで、ステップS2で設定した空燃比に応じた燃料噴射量Qを算出する。燃料噴射量Qの算出は、吸入空気量Ga及び機関回転数Neを変数としたマップを予めECU30のROMに記憶させておき、このマップを参照することで実現できる。
4 and 5 show an example of a control routine repeatedly executed by the
次に、ECU30はステップS4で、内燃機関1の運転状態に応じた燃焼モードを選択する。内燃機関1の燃焼モードには、均質燃焼を実施すべき均質燃焼モード、成層燃焼を実施すべき成層燃焼モード、及び弱成層燃焼を実施すべき弱成層燃焼モードがそれぞれ含まれる。次に、ステップS5において、後述する燃料噴射制御を実行し、次いでECU30はステップS6において気筒2内の混合気が所定の時期に着火するように点火プラグ13に電力を供給し、今回のルーチンを終える。
Next, ECU30 selects the combustion mode according to the driving | running state of the
図5は、燃料噴射制御の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。まず、ECU30はステップS51で、内燃機関1の負荷が高負荷か否かをエアフローメータ32の出力信号を参照して判定する。高負荷か否かは負荷が所定の上限値(所定レベル)を超えたか否かにより判定できる。この上限値はノッキングの発生可能性を考慮して設定される。例えば、内燃機関1が全負荷時の場合にはステップS51で高負荷であると判定される。ステップS51で高負荷であると判定した場合には、ステップS52に進み、図4のステップS3で求めた燃料噴射量Qを吸気行程における燃料噴射と圧縮行程における燃料噴射とに分割するための分割比を決定する。この分割比は不変であってもよいし、内燃機関1の運転状態に応じて変化させてもよい。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a control routine for fuel injection control. First, in step S51, the
例えば図6に示す分割比を算出するためのマップをECU30のROMに予め記憶させておき、このマップを参照して分割比を求めてもよい。このマップによれば、吸気行程における噴射量に対する圧縮行程における噴射量の割合が機関回転数Neが低いほど大きくなるように分割比が設定される。機関回転数Neが低回転の場合ほどノッキングが発生し易くなるため、このように分割比を変化させることでノッキングの発生を確実に防止できる。
For example, a map for calculating the division ratio shown in FIG. 6 may be stored in advance in the ROM of the
次に、ECU30はステップS52で決定した分割比に基づいて、吸気行程で第1燃料噴射弁11からホロコーン噴霧21を噴射させ(ステップS53)、更に、当該吸気行程に続く圧縮行程で第2燃料噴射弁12からファン噴霧22を噴射させる(ステップS54)。各行程における噴射期間は適宜に設定してよく、例えば図7に示すように、第1燃料噴射弁11による噴射期間T1を吸気行程の略中央に設定し、他方、第2燃料噴射弁12による噴射期間T2を圧縮上死点側に偏るように設定してもよい。以上の燃料噴射を実行することにより、図8(a)に示すように、吸気行程にて噴射されたホロコーン噴霧21は気筒2内において全体的に拡散して気化し、この気化潜熱により気筒2内の混合気が冷却されてノッキングの発生が抑えられる。一方、図8(b)に示すように、ファン噴霧22は上昇運動するピストン3のキャビティ3aの壁面に沿って巻き上げられて点火プラグ13付近まで導かれる。これにより筒内の乱れが増加して燃焼が促進される。
Next, the
ステップS51において、高負荷でないと判定した場合はステップS55に進み、軽負荷か否かを判定する。軽負荷か否かは負荷が所定の下限値以下であるか否かにより判定される。軽負荷でない場合はステップS56に進み、一方、軽負荷である場合にはステップ63に進む。ステップS56では、図4のステップS2で設定した目標空燃比がリーンであるか否か、つまり目標空燃比が理論空燃比よりも空気過剰か否かを判定する。目標空燃比がリーンの場合には、ステップS57に進み、リーンでない場合にはステップS65に進む。ステップS57では、図4のステップS4で選択した燃焼モードが均質燃焼モードであるか否かを判定し、均質燃焼モードの場合にはステップS58に進み、吸気行程で第1燃料噴射弁11からホロコーン噴霧21を噴射させる(図8(a)参照)。この場合には、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程とで分割せずに、吸気行程のみで燃料を噴射させる。言い換えれば圧縮行程における第2燃料噴射弁12からのファン噴霧22の噴射が禁止される。これにより気筒2内に均質な混合気が形成されて、いわゆる均質リーン燃焼が実現される。
If it is determined in step S51 that the load is not high, the process proceeds to step S55 to determine whether the load is light. Whether or not the load is light is determined by whether or not the load is equal to or lower than a predetermined lower limit value. If it is not a light load, the process proceeds to step S56, and if it is a light load, the process proceeds to step 63. In step S56, it is determined whether or not the target air-fuel ratio set in step S2 of FIG. 4 is lean, that is, whether or not the target air-fuel ratio is more air than the stoichiometric air-fuel ratio. If the target air-fuel ratio is lean, the process proceeds to step S57, and if not, the process proceeds to step S65. In step S57, it is determined whether or not the combustion mode selected in step S4 in FIG. 4 is the homogeneous combustion mode. If the combustion mode is the homogeneous combustion mode, the process proceeds to step S58, and the first
ステップS59では、図4のステップS4で選択した燃焼モードが弱成層燃焼モードであるか否かを判定し、弱成層燃焼モードの場合はステップS60に進み、弱成層燃焼モードでない場合はステップS65に進む。ステップS60では、図4のステップS3で求めた燃料噴射量Qを吸気行程における燃料噴射と圧縮行程における燃料噴射とに分割するための分割比を決定する。この分割比は不変であってもよいし、実現すべき成層度に応じて分割比を変化させてもよい。この成層度は、気筒2内の混合気の濃淡のコントラストを意味する。例えば、図9に示す分割比を算出するためのマップをECU30のROMに記憶させておき、このマップを参照して分割比を求めてもよい。このマップによれば、吸気行程における噴射量に対する圧縮行程における噴射量の割合が成層度が高いほど大きくなるように分割比が設定されるので、所望の成層度を実現できる。
In step S59, it is determined whether or not the combustion mode selected in step S4 of FIG. 4 is the weak stratified combustion mode. If the combustion mode is the weak stratified combustion mode, the process proceeds to step S60, and if not, the process proceeds to step S65. move on. In step S60, a division ratio for dividing the fuel injection amount Q obtained in step S3 of FIG. 4 into the fuel injection in the intake stroke and the fuel injection in the compression stroke is determined. This division ratio may be unchanged, or the division ratio may be changed according to the degree of stratification to be realized. This stratification means the contrast of the air-fuel mixture in the
次に、ECU30はステップS60で決定した分割比に基づいて、吸気行程で第1燃料噴射弁11からホロコーン噴霧21を噴射させ(ステップS61)、更に、当該吸気行程に続く圧縮行程で第2燃料噴射弁12からファン噴霧22を噴射させる(ステップS62)。ステップS61及びステップS62を実行することにより、気筒2内の混合気の空燃比が全体としてリーンでありながら、局所的に高濃度の混合気が存在するいわゆる成層リーン燃焼を実現できる。なお、ステップS62において、第2燃料噴射弁からのファン噴霧22に代えて、第1燃料噴射弁11からホロコーン噴霧21を圧縮行程で噴射させても同等の効果を得ることができる。
Next, the
ステップS63では、燃焼モードが成層燃焼モードか否かを判定する。成層燃焼モードでない場合はステップS65に進む。一方、成層燃焼モードの場合にはステップS64に進み、圧縮行程で第1燃料噴射弁11からホロコーン噴霧21を噴射させる。これにより、図10に示すようにホロコーン噴霧21の裾部が気筒2の中心線CLから離れる方向に巻き上げられて点火プラグ13付近に高濃度の混合気が導かれるので、内燃機関1の負荷が軽負荷で、かつ成層燃焼を実現すべき場合においてスプレーガイド燃焼が実現される。ステップS65では、通常の燃料噴射制御が実行される。通常の燃料噴射制御における燃料噴射の形態は適宜に設定してよい。例えば、図4のステップS4で選択した燃焼モードが均質燃焼モードであれば、第1燃料噴射弁11からホロコーン噴霧21を吸気行程で噴射させ、また、選択したモードが成層燃焼モードであれば、第2燃料噴射弁12からファン噴霧22を噴射させてもよい。
In step S63, it is determined whether the combustion mode is the stratified combustion mode. If it is not the stratified combustion mode, the process proceeds to step S65. On the other hand, in the case of the stratified combustion mode, the process proceeds to step S64, and the
以上の実施形態において、ECU30は図5に示す制御ルーチンを実行することにより、本発明の燃料噴射制御手段として機能する。
In the above embodiment, the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。この実施形態は本発明を内燃機関1の始動時に適用したものである。内燃機関1及びその周辺装置の構成は第1の実施形態と共通するので重複する説明は省略する。図11はECU30が実行する制御ルーチンを示したフローチャートである。まず、ECU30はステップS11で内燃機関1の始動制御を実行する。この始動制御はイグニッションスイッチ(不図示)がONされてからクランキングを開始させて内燃機関1を始動させる周知のものである。次に、ステップS12で触媒8の昇温の必要性を判断する。この必要性は内燃機関1の冷却水温、触媒8の床温、内燃機関1が停止してからの経過時間等の各種のパラメータに基づいて判断できる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the present invention is applied when the
触媒8の昇温が必要ない場合には、以後の処理をスキップしてルーチンを終える。一方、触媒8の昇温が必要な場合には、ステップS16で終了条件の成立が判定されるまで、ステップS13〜ステップS15を繰り返し実行して触媒8を昇温させる。即ち、吸気行程で第1燃料噴射弁11からホロコーン噴霧21を噴射させ(ステップS13)、続く圧縮行程で第2燃料噴射弁12からファン噴霧22を噴射させる(ステップS14)。そして、内燃機関1の点火時期が遅角される(ステップS15)。従って、この形態の燃料噴射は、点火時期が遅角するように制御されている間に繰り返し実行されることになる。吸気行程と圧縮行程とで燃料噴射量を分割するための分割比は、不変でもよいし内燃機関1の運転状態に応じて変化させてもよい。また、点火時期の遅角量は適宜に設定してよい。ステップS16の終了条件は、内燃機関1の冷却水温や触媒8の床温が所定レベルを超えた場合等の触媒8の昇温が不要と判断できる条件を適宜に設定してよい。
If it is not necessary to raise the temperature of the catalyst 8, the subsequent processing is skipped and the routine is terminated. On the other hand, when the temperature of the catalyst 8 needs to be increased, the temperature of the catalyst 8 is increased by repeatedly executing steps S13 to S15 until it is determined in step S16 that the end condition is satisfied. That is, the
図11の制御を実行することにより、点火プラグ13の付近で濃度が高く、それ以外の領域で低濃度かつ均質な混合気を形成できる。これにより触媒8を効果的に昇温することができる。以上の形態で、図11のステップS13及びステップS14が実行されることにより、ECU30が本発明の燃料噴射制御手段として、図11のステップS15が実行されることにより、ECU30が本発明の点火時期遅角手段として、それぞれ機能する。
By executing the control of FIG. 11, it is possible to form a gas mixture having a high concentration in the vicinity of the
本発明は以上の実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態で実施できる。例えば、ファン噴霧22は、気筒2の中心線CL方向と直交する方向関して扇形状に広がるように形成してもよい。また、ファン噴霧22の偏平方向に制限はなく、上述した実施形態のように気筒2の横方向に偏平してもよいし、気筒2の縦方向に偏平しても構わない。また、第1燃料噴射弁11及び第2燃料噴射弁12のそれぞれ配置位置は図示の形態に制限されず、本発明のホロコーン噴霧及びファン噴霧を噴射できる限度でこれらを適所に配置してよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various forms within the scope of the gist of the present invention. For example, the
1 内燃機関
2 気筒
8 触媒
11 第1燃料噴射弁(第1の燃料噴射弁)
12 第2燃料噴射弁(第2の燃料噴射弁)
21 ホロコーン噴霧(第1の燃料噴霧)
22 ファン噴霧(第2の燃料噴霧)
30 ECU(燃料噴射制御手段、点火時期遅角手段)
DESCRIPTION OF
12 Second fuel injection valve (second fuel injection valve)
21 Holocorn spray (first fuel spray)
22 Fan spray (second fuel spray)
30 ECU (fuel injection control means, ignition timing retarding means)
Claims (6)
前記燃料噴射制御手段は、前記点火時期遅角手段が点火時期を遅角させている間、吸気行程で前記第1の燃料噴霧が噴射され、かつ当該吸気行程に続く圧縮行程で前記第2の燃料噴霧が噴射されるように、前記第1の燃料噴射弁及び前記第2の燃料噴射弁のそれぞれの動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の筒内噴射式内燃機関。 A catalyst provided in the exhaust passage for purifying harmful substances in the exhaust, and ignition timing retarding means for retarding the ignition timing within a period in which the catalyst needs to be heated;
The fuel injection control means is configured to inject the first fuel spray in the intake stroke while the ignition timing retarding means retards the ignition timing, and in the compression stroke following the intake stroke, 2. The direct injection internal combustion engine according to claim 1, wherein operations of the first fuel injection valve and the second fuel injection valve are controlled so that fuel spray is injected.
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- 2005-07-27 JP JP2005217449A patent/JP2007032437A/en active Pending
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