JP2007291887A - Cylinder direct injection gasoline engine - Google Patents

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Hiroshi Nomura
啓 野村
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cylinder direct injection gasoline engine which inhibits generation of smoke and drop of engine output due to adhesion of fuel on an intake valve in homogeneous combustion. <P>SOLUTION: The cylinder direct injection gasoline engine provided with an injector 8 injecting fuel directly to an inside of a cylinder, is provided with an injection timing change correction means changing and correcting injection timing of fuel spray to avoid interference of the intake valve 3 opened to a predetermined lift with fuel spray injected from the injector 8. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、筒内直噴ガソリンエンジンに関する。   The present invention relates to an in-cylinder direct injection gasoline engine.

気筒内へ直接的に燃料を噴射することにより、燃料噴射量を必要最小限として燃料消費率の悪化を防止する筒内直噴ガソリンエンジンが公知である。このような筒内直噴ガソリンエンジンにおいて、吸気行程での燃料噴射によって気筒内に均質混合気を形成して均質燃焼を実施することが意図されている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art An in-cylinder direct injection gasoline engine is known that directly injects fuel into a cylinder to minimize the fuel injection amount and prevent deterioration of the fuel consumption rate. In such an in-cylinder direct injection gasoline engine, it is intended to perform homogeneous combustion by forming a homogeneous mixture in the cylinder by fuel injection in the intake stroke (see, for example, Patent Document 1).

ところで、一般的に、筒内直噴ガソリンエンジンでは、噴射燃料の微粒化を促進するために、燃料噴射弁は燃料を先拡がり形状で噴射する。その結果、燃料噴射弁から噴射される燃料は、吸気行程においてリフト(開弁)されている吸気弁へ衝突することがある。こうして噴射燃料が吸気弁に衝突すると、一部の燃料は吸気弁に付着し、特に、吸気弁の温度が低い時には、付着燃料は吸気行程中において完全に蒸発せず、それにより、気筒内へは必要量の燃料が供給されないこととなって機関出力が低下する。   By the way, in general, in a direct injection gasoline engine, in order to promote atomization of the injected fuel, the fuel injection valve injects the fuel in a divergent shape. As a result, the fuel injected from the fuel injection valve may collide with the intake valve that is lifted (opened) in the intake stroke. When the injected fuel collides with the intake valve in this way, a part of the fuel adheres to the intake valve, and particularly when the temperature of the intake valve is low, the attached fuel does not evaporate completely during the intake stroke, thereby entering the cylinder. As a result, the required amount of fuel is not supplied and the engine output decreases.

そこで、このような吸気弁への燃料付着を回避する技術として、特許文献2には、燃料噴射弁からの燃料噴霧の中心軸線を斜め下方向に向けると共に、先拡がりの扇形状の燃料噴霧の厚さ方向中心平面が二つの吸気弁の間を通る垂直平面に略一致するように噴射することが開示されている。   Therefore, as a technique for avoiding such fuel adhesion to the intake valve, Patent Document 2 discloses that the central axis of the fuel spray from the fuel injection valve is directed obliquely downward and the fan-shaped fuel spray that expands forward is shown. It is disclosed that injection is performed such that the central plane in the thickness direction substantially coincides with a vertical plane passing between two intake valves.

また、特許文献3には、内燃機関の温度に応じて噴射時期を変え、例えば、温度が低いときには噴射時期を遅らせて冷たいピストンヘッドでのウォールフィルムの形成を抑制するようにした技術が開示されている。   Patent Document 3 discloses a technique in which the injection timing is changed according to the temperature of the internal combustion engine, for example, when the temperature is low, the injection timing is delayed to suppress the formation of the wall film on the cold piston head. ing.

特開2000−345847号公報JP 2000-345847 A 特開2004−218603号公報JP 2004-218603 A 特表2004−507658号公報JP-T-2004-507658

ところで、筒内直噴ガソリンエンジンにおいては、吸気弁がリフトされている吸気行程に燃料が噴射される均質燃焼時での混合気の均質性を向上させるために、燃料は燃焼室の上方を狙って噴射されることが望まれている。   By the way, in a direct injection gasoline engine, in order to improve the homogeneity of the air-fuel mixture at the time of homogeneous combustion in which fuel is injected in the intake stroke where the intake valve is lifted, the fuel is aimed above the combustion chamber. It is desired to be injected.

しかしながら、燃料を燃焼室の上方を狙って噴射するようにすると、上述のように、吸気弁への衝突ないしは干渉が生じ、一部の燃料の吸気弁への付着による機関出力の低下となる。そして、特に、吸気弁の傘部燃焼室側へ燃料が付着すると蒸し焼き状態となりスモークが発生し易くなる。   However, if the fuel is injected toward the upper side of the combustion chamber, as described above, collision or interference with the intake valve occurs, resulting in a decrease in engine output due to part of fuel adhering to the intake valve. In particular, when fuel adheres to the umbrella combustion chamber side of the intake valve, it becomes steamed and smoke is likely to be generated.

従って、本発明の目的は、均質燃焼時における吸気弁への燃料付着による機関出力の低下やスモークの発生を抑制することのできる筒内直噴ガソリンエンジンを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an in-cylinder direct injection gasoline engine that can suppress a reduction in engine output and the occurrence of smoke due to fuel adhering to an intake valve during homogeneous combustion.

本発明の一形態に係る筒内直噴ガソリンエンジンは、気筒内へ燃料を直接的に噴射する燃料噴射装置を備える筒内直噴ガソリンエンジンにおいて、所定のリフト量に開弁された吸気弁と前記燃料噴射装置から噴射される燃料噴霧との干渉を避けるべく、前記燃料噴霧の噴射期間を変更補正する噴射期間変更補正手段を備えることを特徴とする。   An in-cylinder direct injection gasoline engine according to an aspect of the present invention is an in-cylinder direct injection gasoline engine provided with a fuel injection device that directly injects fuel into a cylinder, and an intake valve that is opened to a predetermined lift amount. In order to avoid interference with the fuel spray injected from the fuel injection device, there is provided an injection period change correcting means for changing and correcting the injection period of the fuel spray.

ここで、前記噴射期間変更補正手段は、前記燃料噴射装置からの前記燃料噴霧の噴射期間が前記吸気弁のリフト量が所定値を超える所定開弁期間と重なり、噴射終了時期が前記所定開弁期間の開始時期より遅いと予測されるときは、前記所定開弁期間の前後に分割噴射するように前記燃料噴霧の噴射期間を変更補正することが好ましい。   Here, the injection period change correcting means is configured such that an injection period of the fuel spray from the fuel injection device overlaps with a predetermined valve opening period in which a lift amount of the intake valve exceeds a predetermined value, and an injection end timing is the predetermined valve opening. When it is predicted that it is later than the start timing of the period, it is preferable to change and correct the injection period of the fuel spray so as to perform divided injection before and after the predetermined valve opening period.

また、前記噴射期間変更補正手段は、前記燃料噴射装置からの前記燃料噴霧の噴射期間が前記吸気弁のリフト量が所定値を超える所定開弁期間と重なり、噴射開始時期が前記所定開弁期間の開始時期より遅いと予測されるときは、前記所定開弁期間の終了後に噴射するように前記燃料噴霧の噴射期間を変更補正することが好ましい。   Further, the injection period change correcting means includes an injection period of the fuel spray from the fuel injection device overlapping a predetermined valve opening period in which a lift amount of the intake valve exceeds a predetermined value, and an injection start timing is the predetermined valve opening period. When it is predicted that the fuel injection timing is later than the start timing, it is preferable that the fuel spray injection period is changed and corrected so that the fuel injection is performed after the predetermined valve opening period.

本発明の一形態によれば、燃料噴霧の噴射期間を変更補正する噴射期間変更補正手段により、所定のリフト量に開弁された吸気弁と燃料噴射装置から噴射される燃料噴霧との干渉が避けられるので、吸気弁へ燃料が付着することがなく、機関出力の低下やスモークの発生が抑制される。   According to one aspect of the present invention, the injection period change correcting means for changing and correcting the fuel spray injection period causes interference between the intake valve opened to a predetermined lift amount and the fuel spray injected from the fuel injection device. Since it can be avoided, fuel does not adhere to the intake valve, and the reduction in engine output and the occurrence of smoke are suppressed.

以下、本発明による筒内直噴ガソリンエンジンの最良の実施形態につき添付図面を参照して説明する。   DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a direct injection gasoline engine according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は筒内直噴ガソリンエンジン10の一実施形態を示す概略縦断面図である。同図において、1は吸気ポート、2は排気ポートである。吸気ポート1はその開口部1Aを開閉する傘部3Aを有するポペット式の吸気弁3を介して、排気ポート2はその開口部2Aを開閉する傘部4Aを有するポペット式の排気弁4を介して、それぞれ気筒内へ通じている。5はピストンであり、6は気筒上部中心近傍において気筒上壁から燃焼室7に突出している点火プラグである。8は気筒上部周囲の吸気ポート1側に配置された燃料噴射装置としてのインジェクタである。   FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an embodiment of an in-cylinder direct injection gasoline engine 10. In the figure, 1 is an intake port and 2 is an exhaust port. The intake port 1 passes through a poppet type intake valve 3 having an umbrella part 3A that opens and closes the opening 1A, and the exhaust port 2 passes through a poppet type exhaust valve 4 that has an umbrella part 4A that opens and closes the opening 2A. Each leading into the cylinder. Reference numeral 5 denotes a piston, and reference numeral 6 denotes an ignition plug that protrudes from the cylinder upper wall to the combustion chamber 7 in the vicinity of the center of the cylinder upper portion. Reference numeral 8 denotes an injector as a fuel injection device disposed on the intake port 1 side around the upper part of the cylinder.

本実施の形態における筒内直噴ガソリンエンジン10では、図2に示すように、インジェクタ8が並列に形成されている吸気ポート1、1の間で、燃焼室7の中心線方向に向けて配置されている。そして、このインジェクタ8は先拡がり形状で比較的厚さの薄い扇形状の燃料噴霧を噴射するスリットノズルインジェクタとされている。   In the in-cylinder direct injection gasoline engine 10 according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, the injector 8 is arranged in the direction of the center line of the combustion chamber 7 between the intake ports 1 and 1 formed in parallel. Has been. The injector 8 is a slit nozzle injector that injects a fan-shaped fuel spray having a widening shape and a relatively thin thickness.

インジェクタ8から噴射される燃料は確実に気筒内へ供給されるので、インジェクタ8からは必要最小量の燃料が噴射されれば良く、燃料消費率の悪化を防止することができる。本実施形態における筒内直噴ガソリンエンジン10は、吸気行程においてインジェクタ8から燃料を噴射して気筒内に均質混合気を形成する均質燃焼および圧縮行程後半に燃料を噴射することによる弱成層燃焼を実施する。均質燃焼に際して、噴射燃料の気化を促進するために、インジェクタ8は燃料を燃焼室の上方を狙って、先拡がりで厚さの薄い扇形状に噴射される。   Since the fuel injected from the injector 8 is reliably supplied into the cylinder, it is sufficient that the necessary minimum amount of fuel is injected from the injector 8, and deterioration of the fuel consumption rate can be prevented. In-cylinder direct injection gasoline engine 10 in this embodiment performs homogeneous stratification combustion by injecting fuel from injector 8 in the intake stroke to form a homogeneous mixture in the cylinder and injecting fuel in the latter half of the compression stroke. carry out. In order to promote the vaporization of the injected fuel during the homogeneous combustion, the injector 8 aims at the upper side of the combustion chamber and injects into a fan shape that expands and is thin.

また、エンジン10には、エンジン10の回転数を検出するための不図示のクランク角センサ(以下、回転数センサと称す)や要求負荷(アクセル開度)を検出するためのアクセル開度センサ、吸入空気量を計測するエアフローメータ、さらに、エンジン10の冷却水温を検出する水温センサ等の各種センサが設けられている。そして、これらの各種センサの出力がマイクロコンピュータ等で構成される不図示の電子制御ユニットに送られるようになっている。   Further, the engine 10 includes a crank angle sensor (not shown) for detecting the rotational speed of the engine 10 (hereinafter referred to as a rotational speed sensor), an accelerator opening sensor for detecting a required load (accelerator opening), Various sensors such as an air flow meter for measuring the amount of intake air and a water temperature sensor for detecting the cooling water temperature of the engine 10 are provided. The outputs of these various sensors are sent to an electronic control unit (not shown) constituted by a microcomputer or the like.

電子制御ユニット(以下、ECUと称す)は、上述の各種センサから送られてきた出力値に応じて、燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期等を制御する。なお、燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期等の制御のために使用される基本的な制御値は、例えば縦軸に吸入空気量等で代表されるエンジンの負荷をとり、横軸にエンジン回転数をとったエンジン10の運転状態を表す基本マップに、エンジン10の要求特性等に合わせて実験的に求めた最適値が制御値として設定されており、これらの基本マップは電子制御ユニットのROMに保存されている。   An electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) controls a fuel injection amount, a fuel injection timing, an ignition timing, and the like according to output values sent from the various sensors described above. The basic control values used for controlling the fuel injection amount, the fuel injection timing, the ignition timing, etc. are, for example, the engine load represented by the intake air amount on the vertical axis, and the engine on the horizontal axis. In the basic map representing the operating state of the engine 10 taking the rotational speed, the optimum value obtained experimentally according to the required characteristics of the engine 10 is set as the control value, and these basic maps are stored in the electronic control unit. Stored in ROM.

そこで、本発明の実施形態による制御の一形態につき、図3に示すフローチャートを参照して説明する。なお、この制御ルーチンは例えば所定のクランク角毎に実行される。すなわち、制御が開始されるとステップS301において、エンジン運転状態を表すパラメータとして、エアフローメータにより検出される、エンジン負荷を表す吸入空気量Gaおよび回転数センサによるエンジン回転数nが読込まれる。そして、次のステップS302に進み、上記吸入空気量Gaおよびエンジン回転数nに基づき基本マップから所定の燃料噴射量である燃料噴射時間tauが取得され、次のステップS303において同じく基本マップから燃料噴射開始時期s0が取得される。   Therefore, one mode of control according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This control routine is executed, for example, every predetermined crank angle. That is, when the control is started, in step S301, the intake air amount Ga representing the engine load and the engine speed n by the rotational speed sensor detected by the air flow meter are read as parameters representing the engine operating state. Then, the process proceeds to the next step S302, where a fuel injection time tau, which is a predetermined fuel injection amount, is acquired from the basic map based on the intake air amount Ga and the engine speed n, and in the next step S303, the fuel injection time tau is also injected from the basic map. The start time s0 is acquired.

次に、ステップS304において、上記ステップで取得されたエンジン回転数nおよび燃料噴射時間tauに基づき、これらの関数として、燃料噴射期間x(=f(n, tau))が算出される。そして、ステップS305に進み、この算出された燃料噴射期間xおよび燃料噴射開始時期s0を用いて燃料噴射終了時期e0(=s0−x)が求められる。   Next, in step S304, based on the engine speed n and the fuel injection time tau acquired in the above step, a fuel injection period x (= f (n, tau)) is calculated as a function of these. Then, the process proceeds to step S305, and the fuel injection end timing e0 (= s0−x) is obtained using the calculated fuel injection period x and fuel injection start timing s0.

なお、この燃料噴射期間xはクランク角(deg)で表され、以下の説明においても、「期間」についてはクランク角で表される。また、「時期」については上死点(TDC)を基準(0deg)として上死点前のクランク角(degBTDC)で表される。従って、後述する図4に示される燃料噴射開始時期s0や燃料噴射終了時期e0を示すクランク角(deg)の値は相対的に左側の方が大きな値となる。   The fuel injection period x is represented by a crank angle (deg). In the following description, the “period” is represented by a crank angle. The “time” is represented by a crank angle (degBTDC) before the top dead center with the top dead center (TDC) as a reference (0 deg). Therefore, the crank angle (deg) indicating the fuel injection start timing s0 and the fuel injection end timing e0 shown in FIG. 4 described later is relatively larger on the left side.

ここで、以下の説明の理解の容易化を図るために、図4における吸気弁リフトカーブLcを参照して、インジェクタ8から噴射される燃料噴霧が吸気弁3の傘部3Aに衝突することにより、特にその傘部燃焼室側に燃料が付着し易くなる状況、いわゆる燃料噴霧と吸気弁3との干渉の開始時期a1および終了時期a2について説明する。今、吸気弁3が上死点(TDC)付近で開弁開始されると仮定すると、そのリフト量が最大リフト(例えば、10mm)に至る途中の所定値Lsを超える期間が上述の燃料噴霧と吸気弁との干渉期間Itとなる。従って、図4の吸気弁リフトカーブLcと所定リフト量値Lsとの交点がそれぞれ干渉の開始時期a1および終了時期a2となる。なお、吸気弁の可変バルブタイミング機構を備えたエンジンでは、この干渉の開始時期a1および終了時期a2とこれらの間の干渉期間ItとがTDCに関して変更されることになる。   Here, in order to facilitate understanding of the following description, the fuel spray injected from the injector 8 collides with the umbrella portion 3A of the intake valve 3 with reference to the intake valve lift curve Lc in FIG. In particular, a description will be given of a situation in which fuel easily adheres to the umbrella combustion chamber side, that is, a start timing a1 and an end timing a2 of the so-called interference between the fuel spray and the intake valve 3. Assuming that the intake valve 3 starts to open near the top dead center (TDC), the period during which the lift amount exceeds a predetermined value Ls on the way to the maximum lift (for example, 10 mm) is the above fuel spray. It becomes the interference period It with the intake valve. Therefore, the intersections of the intake valve lift curve Lc and the predetermined lift amount value Ls in FIG. 4 become the interference start timing a1 and end timing a2, respectively. In an engine having a variable valve timing mechanism for an intake valve, the start timing a1 and end timing a2 of this interference and the interference period It between them are changed with respect to TDC.

これらの干渉の開始時期a1および終了時期a2の値は、吸気弁の可変バルブタイミング機構による吸気弁3の開閉タイミングに関連付けて実験的ないしは計算により求められ、マップ化されて電子制御ユニットのROMに保存されており、これらが図3のフローチャートの次のステップS306で求められる。   The values of the start timing a1 and the end timing a2 of these interferences are obtained by experiment or calculation in association with the opening / closing timing of the intake valve 3 by the variable valve timing mechanism of the intake valve, mapped and stored in the ROM of the electronic control unit. These are stored, and these are obtained in the next step S306 of the flowchart of FIG.

そして、次のステップS307では、ステップS303で取得した燃料噴射開始時期s0が上述の干渉の開始時期a1より大きい(早い)か否かが判定される。肯定、すなわち、「yes」のときはステップS308に進み、否定、すなわち、「no」のときはステップS311に進み、後述するように燃料噴霧の噴射期間が変更補正される。   In the next step S307, it is determined whether or not the fuel injection start timing s0 acquired in step S303 is greater (earlier) than the above-described interference start timing a1. If the determination is affirmative, that is, “yes”, the process proceeds to step S308. If the determination is negative, that is, “no”, the process proceeds to step S311, and the fuel spray injection period is changed and corrected as described later.

一方、ステップS307において、燃料噴射開始時期s0が干渉の開始時期a1より大きい(早い)と判定されたときに進むステップS308では、燃料噴射終了時期e0が干渉の開始時期a1より大きい(早い)か否かが判定される。そして、ステップS308において、肯定、すなわち、「yes」のときはステップS309に進み、後述するように燃料噴霧の噴射期間は変更補正されない。他方、否定、すなわち、「no」のときはステップS310に進み、後述するように燃料噴霧の噴射期間が変更補正される。   On the other hand, in step S307, when the fuel injection start timing s0 is determined to be greater (early) than the interference start timing a1, in step S308, whether the fuel injection end timing e0 is greater than (earlier) the interference start timing a1. It is determined whether or not. In step S308, if the determination is affirmative, that is, "yes", the process proceeds to step S309, and the fuel spray injection period is not changed and corrected as described later. On the other hand, if negative, ie, “no”, the process proceeds to step S310, and the fuel spray injection period is changed and corrected as described later.

ここで、上述のステップS307およびS308で行なわれる判定と、その判定の結果に基づきステップS311、S309およびS310において燃料噴霧の噴射期間の変更補正として設定される内容とを、図4のタイムチャートをも参照してより具体的に説明する。図4においては、上述の吸気弁リフトカーブLcとの関係で、インジェクタ8から噴射される燃料噴霧の噴射開始時期(s0, s1)、噴射終了時期(e0, e1, e2)およびそれらの噴射期間(x)が、補正前および補正後に分けてそれぞれ示されている。ここで、補正前には上述のステップS307およびS308で行なわれる判定の対象となる、単に運転状態に基づき得られる予測としての仮の噴射開始時期s0、噴射終了時期e0およびそれらの噴射期間xが示され、補正後には判定の結果、ステップS311、S309およびS310において設定される、変更補正後に実際にエンジンにおいて実行される1回目または2回目の噴射開始時期s1またはs2、1回目または2回目の噴射終了時期e1またはe2、およびそれらの噴射期間xが示されている。   Here, the determination made in the above-described steps S307 and S308 and the contents set as correction correction of the fuel spray injection period in steps S311, S309 and S310 based on the determination results are shown in the time chart of FIG. This will be described more specifically with reference to FIG. In FIG. 4, in relation to the intake valve lift curve Lc described above, the injection start timing (s0, s1), the injection end timing (e0, e1, e2) of the fuel spray injected from the injector 8 and the injection periods thereof. (x) is shown separately before and after correction. Here, before the correction, the provisional injection start timing s0, the injection end timing e0, and the injection period x, which are the targets of the determinations made in the above-described steps S307 and S308 and are simply obtained based on the operating state, After the correction, the first or second injection start timing s1 or s2, which is set in steps S311, S309 and S310 and actually executed in the engine after the correction is corrected, is determined as a result of the determination. The injection end timing e1 or e2 and the injection period x are shown.

ここで、図3のフローチャートにおいて、mは、理解の容易化を図るべく、干渉を回避するためにインジェクタ8からの噴射が分割されるか否か、換言すると、分割噴射の有無を示す記号であり、分割噴射されるときをm=1、分割噴射されないときをm=0とする。   Here, in the flowchart of FIG. 3, m is a symbol indicating whether or not the injection from the injector 8 is divided in order to avoid interference, in other words, in order to facilitate understanding, in other words, a symbol indicating the presence or absence of divided injection. Yes, m = 1 when the divided injection is performed, and m = 0 when the divided injection is not performed.

そこで、上述の判定で、ステップS303で取得した燃料噴射開始時期s0が干渉の開始時期a1より大きく(ステップS307:「yes」)、且つ、ステップS305で求めた燃料噴射終了時期e0が干渉の開始時期a1より大きい(ステップS308:「yes」)ときに進むステップS309では、燃料噴霧の噴射期間xが噴霧と吸気弁との干渉期間Itに重ならないので、燃料噴霧の噴射期間は変更補正されない。すなわち、分割噴射のないm=0とされると共に、仮の噴射開始時期s0、噴射終了時期e0およびそれらの噴射期間xが、それぞれ、そのまま実際にエンジンにおいて実行される1回目の噴射開始時期s1、1回目の噴射終了時期e1およびそれらの噴射期間xとして設定される(図3および4の*1参照)。   Therefore, in the above determination, the fuel injection start timing s0 acquired in step S303 is greater than the interference start timing a1 (step S307: “yes”), and the fuel injection end timing e0 obtained in step S305 is the start of interference. In step S309, which proceeds when the time is greater than time a1 (step S308: “yes”), the fuel spray injection period x does not overlap the spray-intake valve interference period It, and therefore the fuel spray injection period is not corrected. That is, m = 0 without split injection is set, and the temporary injection start timing s0, the injection end timing e0, and the injection period x are respectively the first injection start timing s1 that is actually executed in the engine as it is. The first injection end timing e1 and the injection period x are set (see * 1 in FIGS. 3 and 4).

また、ステップS303で取得した燃料噴射開始時期s0が干渉の開始時期a1より大きい(ステップS307:「yes」)が、上述のステップS308の判定で、ステップS305で求めた燃料噴射終了時期e0が干渉の開始時期a1より小さい(遅い)ときに進むステップS310では、燃料噴霧の噴射期間xが噴霧と吸気弁との干渉期間Itに重なるので、m=1とされて分割噴射が行われる。そして、実際にエンジンにおいて実行される1回目の噴射開始時期s1および1回目の噴射終了時期e1が、それぞれ、仮の噴射開始時期s0および干渉の開始時期a1に設定される(s1=s0、e1=a1)と共に、2回目の噴射開始時期s2が干渉の終了時期a2に設定され(s2=a2)、さらに2回目の噴射終了時期e2がe2=a2−(a1−e0)に設定される(図3および4の*2参照)。なお、図4には、*2(1)として燃料噴射終了時期e0が干渉期間It中と予測される場合、*2(2)として燃料噴射終了時期e0が干渉期間It後と予測される場合が示されているが、図3のステップS310に示すように、干渉期間Itを避けるべく2回目の噴射開始時期s2および噴射終了時期e2を設定するという意味では同じである。   Further, if the fuel injection start timing s0 acquired in step S303 is greater than the interference start timing a1 (step S307: “yes”), the fuel injection end timing e0 obtained in step S305 is the interference in the determination in step S308 described above. In step S310 that proceeds when the start time is less (slow) than the start time a1, since the fuel spray injection period x overlaps the spray-intake valve interference period It, m = 1 and split injection is performed. Then, the first injection start timing s1 and the first injection end timing e1 that are actually executed in the engine are set to the temporary injection start timing s0 and the interference start timing a1, respectively (s1 = s0, e1). = 2), the second injection start timing s2 is set to the interference end timing a2 (s2 = a2), and the second injection end timing e2 is set to e2 = a2- (a1-e0) ( (See * 2 in FIGS. 3 and 4). In FIG. 4, the fuel injection end timing e0 is predicted to be during the interference period It as * 2 (1), and the fuel injection end timing e0 is predicted to be after the interference period It as * 2 (2). However, as shown in step S310 of FIG. 3, the second injection start timing s2 and the injection end timing e2 are set in order to avoid the interference period It.

さらに、ステップS303で取得した燃料噴射開始時期s0が干渉の開始時期a1より大きくない(ステップS307:「no」)ときに進むステップS311では、燃料噴霧の噴射期間xが噴霧と吸気弁との干渉期間Itに重なるので、燃料噴霧の噴射期間が変更補正される。この場合は、分割噴射のないm=0とされると共に、仮の噴射開始時期s0、噴射終了時期e0およびそれらの噴射期間xが、それぞれ、実際にエンジンにおいて実行される1回目の噴射開始時期s1として干渉の終了時期a2、1回目の噴射終了時期e1としてe1=a2−x、およびそれらの噴射期間xとしてそれぞれ設定される(図3および4の*3参照)。   Further, in step S311, which proceeds when the fuel injection start timing s0 acquired in step S303 is not greater than the interference start timing a1 (step S307: “no”), the fuel spray injection period x is an interference between the spray and the intake valve. Since it overlaps the period It, the fuel spray injection period is changed and corrected. In this case, m = 0 without split injection is set, and the temporary injection start timing s0, the injection end timing e0, and the injection period x are respectively the first injection start timing actually executed in the engine. Interference end timing a2 is set as s1, e1 = a2-x as the first injection end timing e1, and the injection period x (see * 3 in FIGS. 3 and 4).

以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、インジェクタ8から吸気行程において噴射される扇形状の燃料噴霧は、吸気弁3が所定のリフト量を超える干渉期間Itを避けて噴射されるので、吸気弁3へ衝突することなく、気筒内へ微粒化されて拡がり、気筒内には噴射燃料全てを使用した均質混合気が形成される。それにより、吸気弁3への燃料付着が回避されスモークの発生を抑制すると共に、意図する機関出力を発生させることができる。   As apparent from the above description, according to the present embodiment, the fan-shaped fuel spray injected from the injector 8 in the intake stroke is injected while avoiding the interference period It in which the intake valve 3 exceeds the predetermined lift amount. Therefore, it does not collide with the intake valve 3 and is atomized into the cylinder and spreads, and a homogeneous mixture using all of the injected fuel is formed in the cylinder. As a result, fuel adhesion to the intake valve 3 can be avoided, the occurrence of smoke can be suppressed, and the intended engine output can be generated.

本発明による筒内直噴ガソリンエンジンの実施形態を示す概略縦断面図である。1 is a schematic longitudinal sectional view showing an embodiment of an in-cylinder direct injection gasoline engine according to the present invention. 図1の筒内直噴ガソリンエンジンの気筒内を燃焼室側からみた底面図である。FIG. 2 is a bottom view of the cylinder of the direct injection gasoline engine in FIG. 1 as viewed from the combustion chamber side. 本発明による筒内直噴ガソリンエンジンの燃料噴射制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the fuel injection control of the direct injection gasoline engine by this invention. 燃料噴射制御の結果の補正前後の噴射時期と期間を、吸気弁リフトカーブLcと共に示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the injection timing and period before and behind correction | amendment of the result of fuel injection control with the intake valve lift curve Lc.

符号の説明Explanation of symbols

1 吸気ポート
2 排気ポート
3 吸気弁
4 排気弁
5 ピストン
6 点火プラグ
7 燃焼室
8 インジェクタ(燃料噴射装置)

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Intake port 2 Exhaust port 3 Intake valve 4 Exhaust valve 5 Piston 6 Spark plug 7 Combustion chamber 8 Injector (fuel injection device)

Claims (3)

気筒内へ燃料を直接的に噴射する燃料噴射装置を備える筒内直噴ガソリンエンジンにおいて、
所定のリフト量に開弁された吸気弁と前記燃料噴射装置から噴射される燃料噴霧との干渉を避けるべく、前記燃料噴霧の噴射期間を変更補正する噴射期間変更補正手段を備えることを特徴とする筒内直噴ガソリンエンジン。
In-cylinder direct injection gasoline engine equipped with a fuel injection device that directly injects fuel into the cylinder,
In order to avoid interference between the intake valve opened to a predetermined lift amount and the fuel spray injected from the fuel injection device, an injection period change correcting means for changing and correcting the injection period of the fuel spray is provided. In-cylinder direct injection gasoline engine.
前記噴射期間変更補正手段は、前記燃料噴射装置からの前記燃料噴霧の噴射期間が前記吸気弁のリフト量が所定値を超える所定開弁期間と重なり、噴射終了時期が前記所定開弁期間の開始時期より遅いと予測されるときは、前記所定開弁期間の前後に分割噴射するように前記燃料噴霧の噴射期間を変更補正することを特徴とする請求項1に記載の筒内直噴ガソリンエンジン。   The injection period change correcting means includes an injection period of the fuel spray from the fuel injection device overlapping a predetermined valve opening period in which a lift amount of the intake valve exceeds a predetermined value, and an injection end timing is the start of the predetermined valve opening period. 2. The direct injection gasoline engine according to claim 1, wherein when it is predicted that the fuel injection timing is later than the predetermined time, the injection period of the fuel spray is changed and corrected so as to perform divided injection before and after the predetermined valve opening period. . 前記噴射期間変更補正手段は、前記燃料噴射装置からの前記燃料噴霧の噴射期間が前記吸気弁のリフト量が所定値を超える所定開弁期間と重なり、噴射開始時期が前記所定開弁期間の開始時期より遅いと予測されるときは、前記所定開弁期間の終了後に噴射するように前記燃料噴霧の噴射期間を変更補正することを特徴とする請求項1に記載の筒内直噴ガソリンエンジン。
The injection period change correcting means includes an injection period of the fuel spray from the fuel injection device overlapping a predetermined valve opening period in which a lift amount of the intake valve exceeds a predetermined value, and an injection start timing is the start of the predetermined valve opening period. The in-cylinder direct injection gasoline engine according to claim 1, wherein when it is predicted that the fuel injection is later than the timing, the injection period of the fuel spray is changed and corrected so as to be injected after the predetermined valve opening period.
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