JP2009250194A - 筒内噴射エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】中負荷以上の運転領域においてノッキングを発生させることなく、効率的に燃料室内の残留ガスを冷却し、出力と燃費の向上させた筒内噴射エンジンを提供する。
【解決手段】燃料を燃焼室内に直接噴射可能な位置に配置した燃料噴射弁と、その燃料噴射弁の開閉制御を行う制御手段とを備え、制御手段は、中負荷以上の運転領域において１サイクル内の吸気行程中に燃料を２回以上に分割して噴射させる燃料噴射制御範囲を設定しており、かつ、その噴射分割回数を、エンジン回転数及び燃焼室の充填効率が小さい運転領域で増やし、エンジン回転数及び充填効率の少なくとも一方が高い運転領域において減らすよう制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、燃料を燃焼室に直接噴射する燃料噴射弁を備えた筒内噴射エンジンに関する。

従来の筒内噴射エンジンとして、吸気弁と排気弁の開閉期間を変更可能なバルブタイミング可変機構を備え、空燃比センサにより検出される排気通路の酸素濃度から新気吹き抜け量を推定し、この新気吹き抜け量に応じて、バルブオーバーラップ量を制御することにより筒内残留ガス量を低減し、充填効率を向上させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

シリンダ内で燃焼したガスは排気行程においてピストンにより押し出されるが、シリンダヘッドのすきまの容積分は掃気できず燃焼室内に高温のガスが残留する。燃焼室内に高温のガスが残留すると、過給器を搭載しない無過給エンジンでは残留ガスにより新気が暖められ空気密度が下がり充填効率が低下する。過給器を搭載した過給エンジンでは、中負荷以上の運転領域において、ノッキングを回避するために出力や燃費の最適点火時期から遅らせて点火する必要があり、出力と燃費が悪化する。

そこで、残留ガスの影響を小さくするために、特許文献１のように、吸気ポートから排気ポートへの新気の吹き抜けにより残留ガスを燃焼室から押し出す方法がある。しかしながら、この方法は吸排気弁の可変機構が必要であり、吸気管と排気管の圧力差が小さい条件では残留ガスを押し出す効果が弱い。

他の方法として、燃焼室に直接燃料を噴射し、燃料の気化冷却効果を利用する方法がある。この方法は、燃料を残留ガスに向けて噴射することにより、燃料が加熱、気化する際に発生する顕熱と潜熱を利用するもので、吸排気弁の可変機構は必要なく適用範囲も限定されない特徴がある。

特開２００７−２６３０８３号公報

燃料の気化冷却効果を利用する方法では、吸気弁が開いて新気が燃焼室に流入すると残留ガスが新気により希釈されることから、残留ガスを積極的に冷却するには噴霧を吸気行程初期に噴射する必要がある。しかしながら、一度にすべての燃料を吸気行程初期に噴射すると、燃料噴射弁からピストンまでの距離が短いためピストンへの燃料付着が増加する。ピストンへ付着した燃料は、残留ガスの熱ではなくピストンの熱により気化するため、残留ガスを冷却できなくなる。

本発明の目的は、上記課題を解決すべく、中負荷以上の運転領域においてノッキングを発生させることなく、効率的に燃料室内の残留ガスを冷却し、出力と燃費を向上させた筒内噴射エンジンを提供することにある。

上記目的を達成すべく本発明に係る筒内噴射エンジンは、燃料を燃焼室内に直接噴射可能な位置に配置した燃料噴射弁と、その燃料噴射弁の開閉制御を行う制御手段とを備えた筒内噴射エンジンにおいて、制御手段は、中負荷以上の運転領域において１サイクル内の吸気行程中に燃料を２回以上に分割して噴射させる燃料噴射制御範囲を設定しており、かつ、その噴射分割回数を、エンジン回転数及び燃焼室の充填効率が小さい運転領域で増やし、エンジン回転数及び充填効率の少なくとも一方が高い運転領域において減らすよう制御するものである。

本発明によれば、中負荷以上の運転領域においてノッキングを発生させることなく、効率的に燃焼室内の残留ガスを冷却し、出力と燃費を向上させることができる。

本発明は、１サイクルの吸気行程中に噴霧される燃料を分割して噴霧し、吸気行程初期に噴霧される燃料噴射量を１吸気行程中に噴霧される全燃料噴射量に対して少なくすることで、噴霧燃料がピストンに付着するのを低減し、効率的に残留ガスに燃料を噴霧するものである。すなわち、本発明では、吸気行程初期の燃料噴射量を少なくするべく、吸気行程中に噴射される燃料の分割回数を運転条件に基づいて増加することで、吸入行程初期の噴霧燃料量を少なくする制御、或いは、吸入行程初期の噴霧燃料量を少なくし、吸入行程の中間〜後期の噴霧燃料量を初期の噴霧燃料よりも多くする制御を行っている。以下の実施形態では、運転条件によって分割回数を決定すること及び２回目以降の噴霧燃料量を１回目の噴霧燃料量より多くすることの両方を併せて実施することで、より効率的に残留ガスに燃料を噴霧する形態について説明する。

図１は、第１の実施形態の筒内噴射エンジンを示す断面図である。本実施形態の筒内噴射エンジンは過給器を備える。図１に示すように、筒内噴射エンジンは、シリンダヘッド１と、シリンダブロック２と、シリンダブロック２に挿入されたピストン３とにより燃焼室３０が形成され、燃焼室３０の中心頂部に点火プラグ４が設けられている。燃焼室３０には、吸気ポート５と排気ポート６がそれぞれ開口しており、各開口部を開閉する吸気弁７と排気弁８が設けられている。吸気弁７と排気弁８は一般に用いられているカム動作方式の弁であり、吸気弁７は上死点閉じ、排気弁８は上死点開きとしている。吸気弁７の開口期間は２２０deg（クランク軸１１が上死点にあるときのクランク角を０degとする）となっている。

燃焼室３０の吸気ポート５側には燃焼室３０に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁９が設けられる。図２に示すように、燃料噴射弁９は６つの噴孔からそれぞれ噴射されるマルチホールインジェクタである。図３は、噴孔から噴射された噴霧２４ａ〜２４ｆの噴孔先端から３０ｍｍ下（Ａ−Ａ線）の断面形状を示している。噴霧２４ａ〜２４ｆは、吸気弁７のリフト量が最大（吸気弁全開）となった条件で燃料を噴射しても、吸気弁７と接触しない形状となっており、噴霧２４ａが点火プラグの方向となるように燃料噴射弁９は配置されている。燃料は、高圧燃料ポンプ(図示しない)により昇圧されて燃料噴射弁９を介して燃焼室３０内に噴射される。なお、燃料の噴射圧力は、燃料噴射弁９と高圧燃料ポンプ間の燃料配管に設けられた燃料圧力センサから算出される。

ピストン３はコンロッド１０を介してクランク軸１１と連結されている。クランク軸１１には、エンジン回転数を算出するためのクランク角センサ１２が取り付けられている。シリンダブロック２には、エンジン冷却水の温度を算出するための水温センサ１３とエンジンの振動周波数を算出するためのノックセンサ１４が取り付けられている。

吸気ポート５に接続される吸気管５Ａの上流にはコレクタ１５が接続されており、吸入する新気の量はスロットル弁１６によって調節される。スロットル弁１６は、例えば電子制御式であり、アクセル(図示せず)の踏み込み量に応じて動作し、踏み込み量が多いほど開度が大きくなるように設定されている。図２では１気筒のみ記載しているが、本実施形態は１気筒の排気量５００ｃｃ、圧縮比１１の４気筒エンジンでコレクタ１５から各気筒に空気が分配されている。

コレクタ１５の上流にはインタークーラー１７、コンプレッサ１８が設けられている。コンプレッサ１８は、タービン２０と連結しており、排気ガスのエネルギーによりタービン２０を回転させることにより大気圧以上の新気をエンジン（コレクタ１５）内に押し込むことができる。過給された空気は温度が高くなり密度が低下するため、インタークーラー１７によって冷却している。コレクタ１５には吸気圧センサ１９が取り付けられており、吸気管圧力（過給圧）を算出できる。

排気ポート６に接続される排気管６Ａの下流には排気温度センサ２１が取り付けられ、タービン２０の上流にはバイパス流路２２が接続されている。バイパス流路２２には排気温度が所定値以上になると開くように動作する制御弁２３が設けられており、排気ガスをバイパス流路２２に逃がして過給量を制御している。タービン２０の下流には図示しない三元触媒や空燃比センサ等が設けられている。

制御手段であるエンジンコントロールユニット（図示せず）は各センサ（クランク角センサ１２，水温センサ１３，ノックセンサ１４，吸気圧センサ１９，排気温度センサ２１，燃料圧力センサ等）の信号を受け取り、それら信号に基づいて各デバイス（吸気弁７，排気弁８，燃料噴射弁９，制御弁２３等）を制御するよう接続されており、ＥＣＵ内のＲＯＭにはエンジン回転数や水温、排気温度、空燃比、コレクタ圧力に応じた各種デバイスの設定値がマップデータとして記録されている。

本実施形態の筒内噴射エンジンで用いられる過給条件の燃料噴射マップデータを図４に示す。横軸はクランク角センサ１２により検出されたエンジン回転数、縦軸は吸気圧センサ１９により検出された充填効率を示す。ただし、充填効率は、本実施形態の筒内噴射エンジンは過給器を搭載しており、過給圧として表している。図中のｎは１サイクル中の燃料噴射回数（噴射分割数）を示し、エンジン回転数と過給圧が高いほど噴射回数が少なくなるように設定されている。例えば、エンジン回転数2000r/minの過給圧0.2barの条件では燃焼に必要な燃料を４分割して噴射することを表す。

次に、図１の過給器を搭載した筒内噴射エンジンにおいて、運転条件（エンジン回転数及び過給圧）を種々に変更した動作についてそれぞれ実施例１〜４として以下に説明する。
（実施例１）
実施例１は走行中にアクセルを踏み込み加速を開始した条件（中負荷運転条件）で動作した例である。ただし、スロットルは全開にはなっていない。まず、クランク角センサ１２の信号により回転数が算出され、吸気圧センサ１９の信号により吸気管圧力が算出される。本実施例ではエンジン回転数は2000r/min、吸気管圧力は1.2bar（過給圧0.2barに相当）であり、エンジン回転数と吸気管圧力を基にマップデータから新気量が算出される。空燃比はエンジン回転数と吸気管圧力を基にマップデータから決定され、新気量と空燃比から燃料噴射量が算出される。本実施例では１サイクル、１気筒当たりの新気量は712mg、空燃比は１２であり、目標となる燃料噴射量は59.3mgとなる。

同様に、エンジン回転数と吸気管圧力から噴射分割数と分割噴射する各噴射量の割合、分割された噴射に応じた噴射時期が図４のマップデータから決定される。クランク角に対する噴射時期と噴射パルス幅の関係を図５に、各噴射パルス幅のグラフを図６にそれぞれ示す。図５に示すように、噴射分割数は４であり、１回目は１６%、２回目は２０％、３回目は３２％、４回目は３２％となる。１回目に対し２回目以降の噴射割合が多くなるように設定されている。これらから各噴射に対する目標噴射量は１回目が9.49mg、２回目が11.86mg、３回目が18.98mg、４回目が18.98mgとなる。

燃料圧力センサの信号により燃料圧力が算出されると、予めＥＣＵに記録された計算式により、目標燃料噴射量となる噴射パルス幅が算出される。各噴射パルス幅Ｔ１〜Ｔ４は、図６に示すように、T1=0.4ms、T2=0.5ms、T3=0.8ms、T4=0.8msとなる。エンジン回転数と噴射回数のマップデータから、噴射に対する噴射開始時期が決定される。本実施例では１回目は20degATDC、２回目は60degATDC、３回目は100degATDC、４回目は140degATDCとなっている。

図７は、１回目の燃料を噴射した直後の燃焼室３０内の様子を示す断面図である。図７に示すように、吸気行程初期では吸気弁７が開き始め、排気弁８は閉状態にあり、燃焼室３０内には前のサイクルで燃焼した残留ガス２５が残っている。この残留ガスは、例えば約７００℃の高温ガスである。残留ガス２５は、吸気弁7が開き新気が入ってくることで排気弁８側に押されていく。噴霧燃料２４は、吸気行程初期である20degATDC時に噴射しているため、残留ガス２５と衝突し、残留ガス２５を冷却する。１回目の燃料噴射量を全体（１吸気行程内で噴射される全燃料量）の１６％と少なくして、燃料を噴射しているため噴霧の持つ運動エネルギーは小さく貫通力は弱い。そのため、噴霧燃料２４は、ピストン３に殆ど衝突せず残留ガスを効率よく冷却することができる。なお、燃料噴射弁９が吸気弁７の近くに配置された構成では、燃料噴射弁９から噴射される噴霧燃料２４と吸気弁７から流入する新気（図中、矢印５ａ）とが干渉するが、本実施例ではエンジン回転数はそれほど高回転ではなく、また過給圧も低いため新気が噴霧に及ぼす影響は小さい。また、本実施例では１回目の噴射時期を20degATDCとしたが、燃料噴霧の特性やエンジンのストロークで最適な噴射時期は変化する。

図８は、吸気行程で２回目の燃料を噴射した直後の燃焼室３０内の様子を示す断面図である。図８に示すように、ピストン３の下降により新気５ａが燃焼室３０に流入すると、残留ガス２５は新気５ａと混合し、噴霧目標とする残留ガス２５の高温部分はピストン３の移動に合わせて噴霧点から遠ざかっていく。そのため、２回目の燃料噴射量を全体の２０％と１回目の１６％よりも増加させて噴霧燃料２４の貫通力を大きくすることにより、遠ざかる残留ガス２５に燃料噴霧燃料２４が到達し効率良く残留ガスを冷却できる。なお、２回目の噴霧で残りの燃料をすべて噴射すると噴霧燃料２４の貫通力が強すぎてピストン３への付着量が増加し冷却効果が低下する。

図９は、吸気行程で３回目の燃料を噴射した直後の燃焼室３０内の様子を示す断面図である。図９に示すように、ピストン３は２回目の噴射時期よりも下降しており、噴霧点と残留ガス２５の高温部との距離は遠くなっている。そこで、３回目の燃料噴射量を２回目の燃料噴射量２０％よりも増加させた３２％とし、噴霧燃料２４の貫通力を増加させている。

吸気行程での４回目の噴霧燃料２４は、ピストン位置が３回目の噴射時期よりも下降し噴霧点と残留ガス２５の高温部分との距離は遠くなる。しかし、噴射時期が遅い条件では噴射から点火時期までの時間が短く、燃料噴射量を増加させると燃焼に最適な均一混合気を形成することが困難となるため３回目の燃料噴射量と同じ３２％の噴射割合としている。
（実施例２）
第２の実施例における、クランク角に対する噴射時期と噴射パルス幅の関係を図１０，１１に示す。本実施例の運転条件は実施例１と同じである。実施例１と異なる点は、吸気行程での各燃料噴射量の噴射割合を１回目１６%、２回目２４％、３回目３６％、４回目３４％とし、４回目の噴射割合が３回目よりも少ない点である。噴射パルス幅はT1=0.4ms、T2=0.6ms、T3=0.9ms、T4=0.6msとなる。本実施例では、実施例１に対し、２回目と３回目の燃料割合を増やしているためピストン３への付着が増加し新気を冷却する効果はやや低下するが、噴射燃料がピストン３の熱により短期間で気化し、更に噴射から点火までの時間を長く確保できるため混合気の均一化され燃焼速度が速くなる。これにより、実施例１よりも耐ノック性を向上させることができる。
（実施例３）
第３の実施例における、クランク角に対する噴射時期と噴射パルス幅の関係を図１２，１３に示す。運転条件は実施例１よりもアクセルを踏み込んだ条件（中負荷〜高負荷運転条件）とし、エンジン回転数は2500r/min、吸気管圧力は1.4bar（過給圧0.4barに相当）である。本実施例では１サイクル、１気筒当たりの新気量は830mg、空燃比は11.5であり、目標となる燃料噴射量は72.2mgとなる。

実施例１と同様に、エンジン回転数と吸気管圧力から、噴射分割数、分割噴射する各噴射量の割合、及び分割された噴射に応じた噴射時期がマップデータから決定される。図１２に示すように、本実施例の噴射分割数は３であり、１回目は１６%、２回目は３２％、３回目は５２％となる。各噴射に対する目標噴射量は１回目が11.55mg、２回目が23.1mg、３回目が37.54mgとなる。

ＥＣＵに記録された計算式により目標燃料噴射量となる噴射パルス幅が算出され、各噴射パルス幅は、図１３に示すように、T1=0.5ms、T2=1.0ms、T3=1.6msとなる。エンジン回転数と噴射回数のマップデータから、各噴射に対する噴射開始時期が決定され、１回目は20degATDC、２回目は70degATDC、３回目は120degATDCとしている。また、各噴射間隔（T1とT2との間、T2とT3との間、T3とT4との間）は、燃料噴射弁９に供給される電圧の昇圧時間を要するため、２ms以上としている。

本実施例では実施例１，２に対してエンジン回転数が高くなっているため、新気の流入によって生じる吸気弁周りの流速が速くなり、吸気管圧力も高くなっているため新気の密度が大きくなっている。そのため、実施例１、２と同じように噴射燃料を４分割すると各噴霧燃料２４の運動量（貫通力）が小さくなってしまい、新気に流されて残留ガス２５に到達できなくなる。本実施例では、分割数を３と少なくすることで吸気弁周りの新気流れの影響を小さくし、噴霧燃料２４によって残留ガス２５を冷却することができる。
（実施例４）
第４の実施例における、クランク角に対する噴射時期と噴射パルス幅の関係を図１４，１５に示す。本実施例の運転条件は、アクセルを踏み込んだ高速走行条件（高負荷運転条件）とし、エンジン回転数は3000r/min、吸気管圧力は1.6bar（過給圧0.6barに相当）である。本実施例では１サイクル、１気筒当たりの新気量は949mg、空燃比は11であり、目標となる燃料噴射量は86.3mgとなる。

実施例１と同様に、エンジン回転数と吸気管圧力から、噴射分割数、分割噴射する各噴射量の割合、及び分割された噴射に応じた噴射時期がマップデータから決定される。図１４に示すように、噴射分割数は２であり、１回目は１６%、２回目は８４％となる。各噴射に対する目標噴射量は１回目が13.81mg、２回目が72.49mgとなる。

ＥＣＵに記録された計算式により目標燃料噴射量となる噴射パルス幅が算出され、各噴射パルス幅は、図１５に示すように、T1=0.59ms、T2=3.11msとなる。エンジン回転数と噴射回数のマップデータから、各噴射に対する噴射開始時期が決定され、１回目の噴射開始時期は20degATDC、２回目の噴射開始時期は60degATDCとしている。

本実施例では実施例１〜３に対しエンジン回転数と吸気管圧力が高くなっていることから、分割数を実施例１〜３よりも少なくする、すなわち分割数を２にすることで吸気弁周りの新気の流れの影響を小さくし、噴霧燃料２４によって残留ガス２５を冷却することができる。

以上、本実施形態の筒内噴射エンジンによれば、１吸気行程中に噴射される燃料噴射量のうち、吸気行程初期で噴射される燃料を少なくするべく、複数回に分割して噴射することにより、ノッキングが発生しうる中負荷以上の運転領域において、効率的に残留ガスを低減することができる。特に、分割して噴射される各燃料噴霧について、吸気行程初期に１回目の燃料を噴射し、２回目以降は１回目よりも多量の噴霧燃料２４を噴射することにより、ピストン３の下降によって噴霧点から遠ざかる高温の残留ガス２５に到達させることができ、ピストン３への燃料付着を抑え、燃料の顕熱と潜熱により効率良く残留ガスを冷却することができる。また、エンジン回転数と充填効率が高くなるに応じて分割回数を減らし、新気の流動が燃料噴霧に付与する影響を小さくすることができる。これらにより、耐ノック性を向上させると共に、残留ガスを冷却することができる。ひいては、出力と燃費の向上を図ることができる。

第２の実施形態について説明する。

図１６は、本実施形態の筒内噴射エンジンの構成を示す断面図である。図１６に示すように、本実施形態の筒内エンジンは、前実施形態の筒内噴射エンジンで使用した、過給器を無しとしている。スロットル弁１６の上流にはエアフローセンサ２６を設けている。本実施例では、エアフローセンサ２６の出力信号に基づいて充填効率を算出している点で図１のエンジン構成と異なる。新気量は、エアフローセンサ２６の信号とエンジン回転数とから算出される。また、充填効率は最大で１１０％程度であり、燃料噴射弁９に要求される流量（燃料噴射量）は前実施形態に比べて小さくなるように設計されている。

図１７は、本実施形態の燃料噴射マップデータである。横軸はクランク角センサ１２により検出されたエンジン回転数、縦軸はエアフローセンサ２６により算出された充填効率を示す。図中のｎは１サイクル中の燃料噴射回数を示し、エンジン回転数と充填効率が高いほど噴射回数が少なくなるように設定されている。

（実施例５）
次に、図１６の筒内噴射エンジンにおいて、一運転条件（エンジン回転数及び充填効率）における動作について実施例５として以下に説明する。

第５の実施例は走行中にアクセルを踏み込み加速を開始した条件であり、スロットルは全開にはなっていない。まず、クランク角センサ１２の信号からエンジン回転数が算出され、エアフローセンサ２６及び吸気圧センサの信号とエンジン回転数のマップデータから新気量が算出される。本実施例ではエンジン回転数は2000r/min、１気筒当たりの新気量は充填効率８０％の474mgである。エンジン回転数と充填効率のマップデータから空燃比が決定され、新気量と空燃比から燃料噴射量が算出される。本実施例では空燃比は１４であり、目標となる燃料噴射量は33.9mgとなる。

エンジン回転数と充填効率から、噴射分割数（図１７のマップデータ）、分割噴射する各噴射量の割合、及び分割された噴射に応じた噴射時期が決定される。クランク角に対する噴射時期と噴射パルス幅の関係を図１８，１９に示す。図１８に示すように、噴射分割数は４であり、１回目は１６%、２回目は２０％、３回目は３２％、４回目は３２％となる。これらから各噴射に対する目標噴射量は１回目が5.42mg、２回目が6.78mg、３回目が10.85mg、４回目が10.85mgとなる。

燃料圧力センサの信号により燃料圧力が算出されると、予めＥＣＵに記録された計算式により、目標燃料噴射量となる噴射パルス幅が算出される。各噴射パルス幅は、図１９に示すように、T1=0.64ms、T2=0.81ms、T3=1.32ms、T4=1.32msとなる。エンジン回転数と噴射回数のマップデータから、各噴射に対する噴射開始時期が決定される。本実施例では１回目は20degATDC、２回目は60degATDC、３回目は100degATDC、４回目は140degATDCとなっている。

本実施形態でも、前実施形態と同様の作用効果を奏する。すなわち、過給器無しの筒内噴射エンジンにおいても噴霧を分割し噴霧点と残留ガスの距離に合わせて噴射パルス幅を決定することにより効率良く残留ガスを冷却することができる。また、過給器無しの筒内噴射エンジンでは、充填効率の向上を実現することができる。

以上、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定される。

本発明に係る筒内噴射エンジンの第１の実施形態を示す断面図である。 図１の燃料噴射弁と噴霧形状を示す側面図である。 図２のＡ−Ａ線における噴霧形状を示す断面図である。 第１の実施形態のエンジン回転数と過給圧に対する噴射回数データマップである。 実施例１における燃料噴霧時期と吸気弁リフト量との関係を示すグラフである。 図６の各噴射時間Ｔ１〜Ｔ４の噴射パルス幅を示すグラフである。 実施例１における１回目の燃料噴射直後のエンジン内の様子を示す断面図である。 実施例１における２回目の燃料噴射直後のエンジン内の様子を示す断面図である。 実施例１における３回目の燃料噴射直後のエンジン内の様子を示す断面図である。 実施例２における燃料噴霧時期と吸気弁リフト量との関係を示す図である。 図１０の各噴射時間Ｔ１〜Ｔ４の噴射パルス幅を示すグラフである。 実施例３における燃料噴霧時期と吸気弁リフト量との関係を示すグラフである。 図１２の各噴射時間Ｔ１〜Ｔ４の噴射パルス幅を示すグラフである。 実施例４における燃料噴霧時期と吸気弁リフト量との関係を示すグラフである。 図１４の各噴射時間Ｔ１〜Ｔ４の噴射パルス幅を示すグラフである。 本発明に係る筒内噴射エンジンの第２の実施形態を示す断面図である。 第２の実施形態のエンジン回転数と充填効率に対する噴射回数データマップである。 実施例５における燃料噴霧時期と吸気弁リフト量との関係を示すグラフである。 図１８の各燃料噴射時間Ｔ１〜Ｔ４の噴射パルス幅を示すグラフである。

符号の説明

９ 燃料噴射弁
１２ クランク角センサ
１８ コンプレッサ
１９ 吸気圧センサ
２４ 噴霧燃料
２５ 残留ガス
３０ 燃焼室

Claims (9)

1. 燃料を燃焼室内に直接噴射可能な位置に配置した燃料噴射弁と、その燃料噴射弁の開閉制御を行う制御手段とを備えた筒内噴射エンジンにおいて、
   前記制御手段は、中負荷以上の運転領域において１サイクル内の吸気行程中に前記燃料を２回以上に分割して噴射させる燃料噴射制御範囲を設定しており、かつ、その噴射分割回数を、エンジン回転数及び前記燃焼室の充填効率が小さい運転領域で増やし、前記エンジン回転数及び前記充填効率の少なくとも一方が高い運転領域において減らすよう制御することを特徴とする筒内噴射エンジン。
2. 請求項１記載の筒内噴射エンジンにおいて、前記燃焼室の充填効率を高くする過給器を備えた筒内噴射エンジン。
3. 燃料を燃焼室内に直接噴射可能な位置に配置した燃料噴射弁と、その燃料噴射弁の開閉制御を行う制御手段とを備えた筒内噴射エンジンにおいて、
   前記制御手段は、中負荷以上の運転領域において１サイクルの吸気行程中に前記燃料を複数回に分割して噴射させ、かつ、２回目以降噴射のうちの少なくとも１回の燃料噴射量を、１回目の燃料噴霧割合よりも多くするよう制御することを特徴とする筒内噴射エンジン。
4. 請求項３記載の筒内噴射エンジンにおいて、１回目の燃料噴射は吸気行程初期に行い、前記２回目以降の燃料噴射は前記吸気弁が全閉するまでに行う筒内噴射エンジン。
5. 請求項３または４記載の筒内噴射エンジンにおいて、前記２回目以降の燃料噴射量を前記１回目の燃料噴射量より順次多くする筒内噴射エンジン。
6. 請求項３乃至５のいずれか１項記載の筒内噴射エンジンにおいて、前記分割燃料噴射量は、前記燃料噴射弁の開弁パルス幅で規定される筒内噴射エンジン。
7. 請求項３乃至６のいずれか１項記載の筒内噴射エンジンにおいて、さらに、噴射分割回数を、エンジン回転数及び前記燃焼室の充填効率が小さい運転領域で増やし、前記エンジン回転数及び前記充填効率の少なくとも一方が高い運転領域において減らすよう制御することを特徴とする筒内噴射エンジン。
8. 請求項７記載の筒内噴射エンジンにおいて、前記燃焼室の充填効率を高くする過給器を備えた筒内噴射エンジン。
9. 燃料を燃焼室内に直接噴射可能な位置に配置した燃料噴射弁と、その燃料噴射弁の開閉制御を行う制御手段とを備えた筒内噴射エンジンにおいて、
   前記制御手段は、中負荷以上の運転領域において１サイクルの吸気行程中に前記燃料を複数回に分割して噴射させ、かつ、その分割した燃料噴射のうち１回目の燃料噴射時の開弁パルス幅を短くし、ピストンの移動に応じて開弁パルス幅を長くするよう制御することを特徴とする筒内噴射エンジン。

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