JP2012036757A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for an internal combustion engine which can restrict adhesion of fuel to an inner wall surface of a cylinder by appropriately distributing the fuel to be injected to a central part and peripheral parts of a combustion chamber.SOLUTION: Each cylinder of an engine 10 includes: two intake ports 20A and 20B respectively formed of a straight port; and fuel injection valves 24A and 24B set to spray the fuel asymmetrically against center axes L1 and L2. In fuel injection, among the fuel to be injected from the fuel injection valves 24A and 24B, the central region injection amount to be injected between stems 32A and 32B of intake valves 28A and 28B is set to be larger than the outside region injection amount to be injected outside of the stems 32A and 32B. With this structure, the fuel to be injected can be appropriately distributed to the central part inside of the cylinder and inner and outer peripheries of the cylinder in response to the air amount in each part inside of the cylinder. Further, the injected fuel which flows into inner and outer peripheries of the cylinder can be reduced to restrict the fuel adhesion amount to the inner wall surface of the cylinder.

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、1つの気筒に複数の吸気ポートを備えた内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine provided with a plurality of intake ports in one cylinder.

従来技術として、例えば特許文献1(特開2007−262995号公報)に開示されているように、2つの吸気ポートにそれぞれ燃料噴射弁を配置した内燃機関の制御装置が知られている。従来技術では、各燃料噴射弁の噴射孔のパターンを工夫することにより、燃料の噴霧の断面形状をC字状に設定する構成としている。これにより、従来技術では、噴射燃料が吸気バルブのステムに付着するのを抑制するようにしている。   As a conventional technique, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-262995, a control device for an internal combustion engine is known in which fuel injection valves are arranged in two intake ports, respectively. In the prior art, the cross-sectional shape of the fuel spray is set to a C shape by devising the pattern of the injection holes of each fuel injection valve. As a result, in the prior art, the injected fuel is prevented from adhering to the stem of the intake valve.

特開2007−262995号公報JP 2007-26295 A 特開2007−292058号公報JP 2007-292058 A 特開平03−194148号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-194148 特開昭61−83459号公報JP-A-61-83459 特開2009−216004号公報JP 2009-216044 A 特開2006−299945号公報JP 2006-299945 A

上述した従来技術では、燃料噴射弁から噴射された燃料を、燃焼室の中央部(内周部)と外周部にそれぞれ供給する構成としている。しかしながら、この構成では、燃焼室の中央部と外周部にほぼ同量の燃料が供給されるので、燃料噴射弁側からみて比較的空間容積(空気量)が少ない外周部では、噴射燃料が筒内壁面に付着し易くなる。このため、従来技術では、筒内壁面への燃料付着量が増加し、燃費や排気エミッションが悪化するという問題がある。   In the above-described conventional technology, the fuel injected from the fuel injection valve is supplied to the central portion (inner peripheral portion) and the outer peripheral portion of the combustion chamber. However, in this configuration, since substantially the same amount of fuel is supplied to the central portion and the outer peripheral portion of the combustion chamber, the injected fuel is cylinder-filled at the outer peripheral portion having a relatively small space volume (air amount) as viewed from the fuel injection valve side. It becomes easy to adhere to the inner wall surface. For this reason, in the prior art, there is a problem that the amount of fuel adhering to the inner wall surface of the cylinder increases and fuel consumption and exhaust emission deteriorate.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、燃焼室の中央部と外周部に対して噴射燃料を適切に配分し、筒内壁面への燃料付着を抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to appropriately distribute the injected fuel to the central portion and the outer peripheral portion of the combustion chamber, and to fuel the inner wall surface of the cylinder. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine capable of suppressing adhesion.

第1の発明は、それぞれ直線状に延びて燃焼室に開口するストレートポートとして形成され、中心軸線が前記燃焼室の中心に対して一側と他側を通るように配置された2つの吸気ポートと、
前記2つの吸気ポートにそれぞれ設けられ、吸気ポートの開口部を開閉する傘部と該傘部を中心位置で支持するステムとを有する2つの吸気バルブと、
前記2つの吸気ポートにそれぞれ設けられ、個々の吸気ポートの中心軸線上で当該吸気ポートの開口部に向けて燃料を噴射する2つの燃料噴射弁と、を備え、
前記各燃料噴射弁は、前記2つの吸気バルブのステム間に位置する中央領域と、前記各ステムの外側に位置する外側領域とに燃料をそれぞれ噴射する構成とし、
少なくとも一方の燃料噴射弁においては、前記中央領域に噴射する燃料の量である中央領域噴射量を、前記外側領域に噴射する燃料の量である外側領域噴射量よりも多く設定する構成としたことを特徴とする。
1st invention is formed as a straight port which each extends in a straight line and opens to a combustion chamber, and two intake ports arranged so that a central axis passes through one side and the other side with respect to the center of the combustion chamber When,
Two intake valves respectively provided on the two intake ports, each having an umbrella portion that opens and closes an opening portion of the intake port and a stem that supports the umbrella portion at a central position;
Two fuel injection valves that are respectively provided in the two intake ports and inject fuel toward the opening of the intake port on the central axis of each intake port;
Each fuel injection valve is configured to inject fuel into a central region located between the stems of the two intake valves and an outer region located outside the stems, respectively.
In at least one of the fuel injection valves, the central region injection amount that is the amount of fuel injected into the central region is set to be larger than the outer region injection amount that is the amount of fuel injected into the outer region. It is characterized by.

第2の発明によると、前記各燃料噴射弁は、燃料の噴霧を噴射方向と垂直な平面で破断した噴霧の断面形状がC字状となるように構成し、前記噴霧の断面形状に設けられた1箇所の切欠きを前記ステムの位置に合わせる構成としている。   According to the second invention, each of the fuel injection valves is configured such that the cross-sectional shape of the spray obtained by breaking the fuel spray along a plane perpendicular to the injection direction is C-shaped, and is provided in the cross-sectional shape of the spray. In addition, a single notch is configured to match the position of the stem.

第3の発明によると、前記各燃料噴射弁は、前記中央領域噴射量と前記外側領域噴射量との比率を変化させることが可能な噴孔可変型の噴射弁により構成し、
吸入空気量が多いほど、前記中央領域噴射量に対する前記外側領域噴射量の比率を増加させる空気量対応制御手段を備える。
According to a third invention, each of the fuel injection valves is constituted by an injection hole variable type injection valve capable of changing a ratio between the central region injection amount and the outer region injection amount,
Air amount correspondence control means for increasing the ratio of the outer region injection amount to the central region injection amount as the intake air amount increases.

第4の発明によると、前記各燃料噴射弁は、前記中央領域噴射量と前記外側領域噴射量との比率を変化させることが可能な噴孔可変型の噴射弁により構成し、
機関回転数が高いほど、前記中央領域噴射量に対する前記外側領域噴射量の比率を増加させる回転数対応制御手段を備える。
According to a fourth invention, each of the fuel injection valves is constituted by an injection hole variable type injection valve capable of changing a ratio between the central region injection amount and the outer region injection amount,
Rotational speed corresponding control means for increasing the ratio of the outer region injection amount to the central region injection amount as the engine speed is higher is provided.

第5の発明は、機関回転数が高回転数に対応する所定の基準回転数以上である場合に、吸気行程において上死点及び/又は下死点の近傍で燃料噴射を実行する噴射時期制御手段を備える。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an injection timing control for executing fuel injection near the top dead center and / or the bottom dead center in an intake stroke when the engine speed is equal to or higher than a predetermined reference speed corresponding to a high speed. Means.

第6の発明は、前記各吸気バルブの閉弁時期を変更することが可能な可変動弁機構と、
前記可変動弁機構により前記各吸気バルブの閉弁時期を下死点よりも遅らせる吸気閉弁遅角手段と、
前記各燃料噴射弁の燃料噴射期間を吸気行程の前半に設定する噴射時期制御手段と、
を備える。
A sixth aspect of the invention is a variable valve mechanism that can change the closing timing of each intake valve;
Intake valve closing delay means for delaying the closing timing of each intake valve from the bottom dead center by the variable valve mechanism;
Injection timing control means for setting the fuel injection period of each fuel injection valve in the first half of the intake stroke;
Is provided.

第7の発明は、前記各燃料噴射弁により吸気行程の前半と後半に分けて燃料を噴射する分割噴射手段を備える。   7th invention is provided with the division | segmentation injection means which injects a fuel by dividing into the first half and the latter half of an intake stroke by each said fuel injection valve.

第8の発明は、前記各燃料噴射弁の燃料噴射期間をずらして非重複状態に保持する噴射差動手段を備える。   8th invention is provided with the injection differential means which shifts the fuel injection period of each said fuel injection valve, and hold | maintains it in a non-overlapping state.

第9の発明は、前記各吸気ポートのうち片方の吸気ポートの流路面積を変化させることが可能な吸気調整弁と、
前記吸気調整弁により前記片方の吸気ポートの空気流量を減少させた状態で、前記2つの燃料噴射弁により燃料を噴射する噴射状態制御手段と、を備える。
A ninth aspect of the invention is an intake adjustment valve capable of changing a flow passage area of one intake port among the intake ports,
Injection state control means for injecting fuel with the two fuel injection valves in a state where the air flow rate of the one intake port is reduced by the intake adjustment valve.

第10の発明によると、前記各燃料噴射弁のうち他方の燃料噴射弁においては、前記外側領域噴射量を前記中央領域噴射量よりも多く設定する構成とし、
機関負荷が高負荷に対応する所定の基準負荷よりも小さい場合に、吸気行程において、前記他方の燃料噴射弁のみから燃料を噴射し、かつ、前記一方の燃料噴射弁が配置された吸気ポートの吸気バルブを閉弁状態に保持する中低負荷時制御手段を備える。
According to the tenth invention, in the other fuel injection valve among the fuel injection valves, the outer region injection amount is set to be larger than the central region injection amount,
When the engine load is smaller than a predetermined reference load corresponding to a high load, in the intake stroke, fuel is injected only from the other fuel injection valve, and the intake port in which the one fuel injection valve is disposed There is provided a medium / low load control means for keeping the intake valve closed.

第1の発明によれば、中央領域に噴射された燃料は、吸気バルブのステム間を通過して筒内中央部に流入する。また、外側領域に噴射された燃料は、各ステムの外側を通過して筒内外周に流入する。従って、中央領域噴射量を多くすることにより、筒内外周に流入する噴射燃料を減少させ、筒内壁面への燃料付着量を抑制することができる。これにより、筒内壁面ではなく、筒内の空気中で気化する燃料が増加するので、燃料の気化による吸入空気の冷却効率を高めることができ、燃費や出力を向上させることができる。また、筒内壁面への燃料付着により生じるトルク変動を低減し、排気エミッションを改善することができる。   According to the first invention, the fuel injected into the central region passes between the stems of the intake valves and flows into the central part of the cylinder. Further, the fuel injected into the outer region passes through the outside of each stem and flows into the cylinder outer periphery. Therefore, by increasing the center region injection amount, the injected fuel flowing into the cylinder outer periphery can be reduced, and the amount of fuel adhering to the cylinder inner wall surface can be suppressed. As a result, the amount of fuel vaporized in the air in the cylinder, rather than in the cylinder inner wall surface, can increase the cooling efficiency of the intake air by the vaporization of the fuel, and improve the fuel consumption and output. Further, it is possible to reduce torque fluctuation caused by fuel adhesion to the cylinder inner wall surface and improve exhaust emission.

しかも、燃料噴射弁側からみると、中央領域に対応する筒内中央部の空間容積(空気量)は、外側領域に対応する筒内外周の空間容積よりも大きい。従って、中央領域噴射量を多くすることにより、噴射燃料を筒内各部の空気量に応じて筒内中央部と筒内外周に適切に分配することができる。これにより、筒内全体において、空燃比を均等化し、燃焼を均質化することができる。一方、ストレートポートからなる吸気ポートの中心位置で燃料を噴射するので、燃料の噴霧に対する空気流の影響を抑制することができる。これにより、燃料を安定した噴霧形状で筒内に流入させ、サイクル間の燃焼のばらつきを低減することができる。   In addition, when viewed from the fuel injection valve side, the space volume (air amount) in the center of the cylinder corresponding to the center region is larger than the space volume of the cylinder outer periphery corresponding to the outer region. Therefore, by increasing the center region injection amount, the injected fuel can be appropriately distributed to the in-cylinder center portion and the in-cylinder outer periphery according to the air amount of each part in the cylinder. Thereby, in the whole cylinder, an air fuel ratio can be equalized and combustion can be homogenized. On the other hand, since the fuel is injected at the center position of the intake port including the straight port, the influence of the air flow on the fuel spray can be suppressed. As a result, fuel can flow into the cylinder in a stable spray shape, and variations in combustion between cycles can be reduced.

第2の発明によれば、吸気バルブが開弁した状態において、燃料噴射弁から噴射された燃料は、吸気ポートの開口部とバルブの傘部との間に形成される環状の隙間のうち、ステムにより遮られる部分を除いたC字状の隙間から筒内に流入するようになる。従って、噴射燃料がステムに付着するのを防止し、筒内に流入する燃料の量を安定させることができる。しかも、噴霧の断面形状を円弧状とすることにより、吸気バルブの開弁中に生じる前記環状の隙間に対して、噴霧の面積を最大限に大きくすることができる。これにより、噴射燃料の微粒化を促進し、未燃HCと排気ガス中の粒子状物質(PM)とを低減することができる。   According to the second invention, in the state where the intake valve is opened, the fuel injected from the fuel injection valve is an annular gap formed between the opening of the intake port and the umbrella of the valve, It flows into the cylinder through a C-shaped gap excluding the portion blocked by the stem. Therefore, it is possible to prevent the injected fuel from adhering to the stem and stabilize the amount of fuel flowing into the cylinder. In addition, by making the cross-sectional shape of the spray arc, the spray area can be maximized with respect to the annular gap generated during the opening of the intake valve. Thereby, atomization of the injected fuel can be promoted, and unburned HC and particulate matter (PM) in the exhaust gas can be reduced.

第3の発明によれば、吸入空気量が多い場合には、噴射燃料を筒内中央部に引き込む空気流が強くなり、筒内中央部に引き込まれた燃料が吸気ポートの反対側で筒内壁面に付着し易くなる。これに対し、空気量対応制御手段は、吸入空気量が多いほど、中央領域噴射量に対する外側領域噴射量の比率を増加させ、中央領域噴射量を相対的に減少させることができる。これにより、吸入空気量が増加する高負荷運転時等において、筒内壁面への燃料付着量を抑制することができる。従って、トルク変動を低減し、排気エミッションを改善することができる。   According to the third aspect of the invention, when the intake air amount is large, the air flow that draws the injected fuel into the central portion of the cylinder becomes strong, and the fuel drawn into the central portion of the cylinder is in the cylinder on the opposite side of the intake port. It becomes easy to adhere to the wall surface. On the other hand, as the intake air amount increases, the air amount correspondence control unit can increase the ratio of the outer region injection amount to the central region injection amount and relatively decrease the central region injection amount. As a result, the amount of fuel adhering to the cylinder inner wall surface can be suppressed, for example, during high load operation where the intake air amount increases. Therefore, torque fluctuation can be reduced and exhaust emission can be improved.

第4の発明によれば、回転数対応制御手段は、機関回転数が高いほど、中央領域噴射量に対する外側領域噴射量の比率を増加させ、中央領域噴射量を相対的に減少させることができる。これにより、高回転運転時等において、筒内壁面への燃料付着量を抑制することができ、前記第3の発明と同様の作用効果を得ることができる。   According to the fourth aspect of the invention, the engine speed corresponding control means can increase the ratio of the outer region injection amount to the central region injection amount and relatively decrease the center region injection amount as the engine speed is higher. . As a result, the amount of fuel adhering to the inner wall surface of the cylinder can be suppressed during high-speed operation, and the same effect as the third aspect of the invention can be obtained.

第5の発明によれば、高回転運転時には、噴射燃料を筒内中央部に引き込む空気流が強くなるが、吸気行程の中間位置から大きく離れた上死点や下死点の近傍では、中間位置と比較して空気流が相対的に弱くなる。従って、噴射時期制御手段によれば、吸入空気の流れが強くなる高回転運転時において、空気流が比較的弱いタイミングで燃料を噴射することができ、筒内壁面への燃料付着量を抑制することができる。   According to the fifth aspect of the invention, during high speed operation, the air flow that draws injected fuel into the center of the cylinder becomes stronger, but in the vicinity of the top dead center and the bottom dead center that are far away from the middle position of the intake stroke, The air flow is relatively weak compared to the position. Therefore, according to the injection timing control means, the fuel can be injected at a timing when the air flow is relatively weak at the time of high rotation operation where the flow of intake air becomes strong, and the amount of fuel adhering to the inner wall surface of the cylinder is suppressed. be able to.

第6の発明によれば、吸気バルブの閉弁時期を遅らせることにより、吸入空気量を減少させ、所謂アトキンソンサイクルを実現することができる。これにより、熱効率を改善し、燃費を向上させることができる。一方、燃料噴射期間を吸気行程の前半に設定することにより、噴射燃料を筒内の下側(ピストン側)に集めることができ、また、燃料噴射期間を吸気下死点から時間的に遠ざけることができる。これにより、吸気バルブが閉弁する直前に噴射燃料が吸気ポートに吹き返すのを防止することができる。従って、筒内の混合気量のばらつきを抑制し、トルク変動を低減することができる。   According to the sixth aspect of the invention, by delaying the closing timing of the intake valve, the intake air amount can be reduced and a so-called Atkinson cycle can be realized. Thereby, thermal efficiency can be improved and fuel consumption can be improved. On the other hand, by setting the fuel injection period to the first half of the intake stroke, the injected fuel can be collected on the lower side (piston side) in the cylinder, and the fuel injection period can be kept away from the intake bottom dead center in time. Can do. Thereby, it is possible to prevent the injected fuel from blowing back to the intake port immediately before the intake valve is closed. Therefore, variation in the amount of air-fuel mixture in the cylinder can be suppressed and torque fluctuation can be reduced.

第7の発明によれば、吸気行程の前半と後半に燃料を少量ずつ噴射し、噴射燃料と空気との混合度を高めることができ、また、噴射燃料の気化を促進することができる。このため、吸気ポートとして、筒内の空気を撹拌する機能が比較的弱いストレートポートを用いた場合でも、混合気の均質性を高めることができる。   According to the seventh aspect, fuel can be injected little by little in the first half and second half of the intake stroke, the degree of mixing of the injected fuel and air can be increased, and vaporization of the injected fuel can be promoted. For this reason, even when a straight port having a relatively weak function of stirring the air in the cylinder is used as the intake port, the homogeneity of the air-fuel mixture can be improved.

第8の発明によれば、2つの燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧が筒内で衝突するのを防止することができる。これにより、燃料噴霧の衝突によって燃料の微粒化が阻害されたり、混合気の偏りが生じるのを回避することができ、混合気を安定的に形成することができる。   According to the eighth aspect, it is possible to prevent the spray of fuel injected from the two fuel injection valves from colliding in the cylinder. Accordingly, it is possible to avoid the fuel atomization from being hindered by the collision of the fuel spray or to prevent the mixture from being biased, and the mixture can be stably formed.

第9の発明によれば、噴射状態制御手段は、吸気調整弁により片方の吸気ポートの空気流量を減少させ、筒内にスワール流を発生することができる。そして、このスワール流の異なる部位に対して、2つの燃料噴射弁から燃料をそれぞれ噴射することができる。これにより、混合気の均質性を高めることができ、また、筒内の空気流を強くして燃焼速度を向上させることができる。従って、例えばリーン燃焼が可能な運転領域を拡大することができ、燃費を更に改善することができる。   According to the ninth aspect of the invention, the injection state control means can reduce the air flow rate of one intake port by the intake adjustment valve and generate a swirl flow in the cylinder. And it is possible to inject fuel from the two fuel injection valves to different parts of the swirl flow. Thereby, the homogeneity of the air-fuel mixture can be improved, and the air flow in the cylinder can be strengthened to improve the combustion speed. Therefore, for example, the operating range in which lean combustion is possible can be expanded, and fuel consumption can be further improved.

第10の発明によれば、中低負荷運転時には、他方の燃料噴射弁により比較的多量の燃料を外側領域に噴射することができる。外側領域は筒内外周に対応した領域なので、この領域に噴射した燃料の勢いにより筒内にスワール流を発生させることができ、スワール流により筒内の空気流を強くして燃焼状態を改善することができる。従って、吸気ポートをストレートポートとすることにより、高負荷運転時の吸入空気量を最大限に確保しつつ、中低負荷運転時には、燃料噴射を利用してスワール流の効果を得ることができる。   According to the tenth aspect of the invention, a relatively large amount of fuel can be injected into the outer region by the other fuel injection valve during medium and low load operation. Since the outer region corresponds to the outer periphery in the cylinder, a swirl flow can be generated in the cylinder by the momentum of the fuel injected into this region, and the swirl flow enhances the air flow in the cylinder and improves the combustion state. be able to. Therefore, by making the intake port a straight port, it is possible to obtain the effect of swirl flow using fuel injection during medium and low load operation while ensuring the maximum amount of intake air during high load operation.

本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための全体構成図である。It is a whole block diagram for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. エンジンの1気筒の構成を拡大して示す構成図である。It is a block diagram which expands and shows the structure of 1 cylinder of an engine. 本発明の実施の形態2における燃料の分割噴射を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the division | segmentation injection of the fuel in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3において、吸気バルブの閉弁時期及び燃料の噴射時期を示す説明図である。In Embodiment 3 of this invention, it is explanatory drawing which shows the valve closing time of an intake valve, and the injection timing of a fuel. 本発明の実施の形態4において、燃料の噴射時期を示す説明図である。In Embodiment 4 of this invention, it is explanatory drawing which shows the injection timing of a fuel. 本発明の実施の形態5において、エンジンの1気筒の構成を拡大して示す構成図である。In Embodiment 5 of this invention, it is a block diagram which expands and shows the structure of 1 cylinder of an engine. 本発明の実施の形態6において、エンジンの1気筒の構成を拡大して示す構成図である。In Embodiment 6 of this invention, it is a block diagram which expands and shows the structure of 1 cylinder of an engine. 実施の形態6による制御を示す説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram showing control according to the sixth embodiment. 本発明の実施の形態7において、燃料の噴射時期を示す説明図である。In Embodiment 7 of this invention, it is explanatory drawing which shows the injection timing of a fuel. 本発明の実施の形態8において、エンジンの1気筒の構成を拡大して示す構成図である。In Embodiment 8 of this invention, it is a block diagram which expands and shows the structure of 1 cylinder of an engine. 吸入空気量に基いて外側噴射比率を設定するための特性線図である。It is a characteristic diagram for setting an outside injection ratio based on the amount of intake air. 本発明の実施の形態9において、エンジン回転数に基いて外側噴射比率を設定するための特性線図である。In Embodiment 9 of this invention, it is a characteristic diagram for setting an outside injection ratio based on an engine speed.

実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
以下、図1及び図2を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、内燃機関としてのエンジン10を備えている。なお、図1では、4気筒エンジンを例示したが、本発明は、任意の気筒数の内燃機関に適用されるものである。エンジン10の各気筒には、図示しないピストンにより燃焼室12が形成されており、ピストンは、エンジン10の出力軸であるクランク軸に連結されている。また、エンジン10は、各気筒に吸入空気を吸込む吸気通路14と、各気筒から排気ガスが排出される排気通路16とを備えている。吸気通路14には、吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ18が設けられている。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is an overall configuration diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system according to the present embodiment includes an engine 10 as an internal combustion engine. Although FIG. 1 illustrates a four-cylinder engine, the present invention is applied to an internal combustion engine having an arbitrary number of cylinders. A combustion chamber 12 is formed in each cylinder of the engine 10 by a piston (not shown), and the piston is connected to a crankshaft that is an output shaft of the engine 10. The engine 10 also includes an intake passage 14 that sucks intake air into each cylinder and an exhaust passage 16 through which exhaust gas is discharged from each cylinder. The intake passage 14 is provided with an electronically controlled throttle valve 18 that adjusts the amount of intake air.

また、各気筒は、第1,第2の吸気ポート20A,20Bと、第1,第2の排気ポート22A,22Bとをそれぞれ備えている。吸気ポート20A,20Bは、2つの並列な通路として形成され、上流側が吸気通路14に接続されると共に、下流側がそれぞれ異なる位置で燃焼室12に開口している。また、排気ポート22A,22Bは、上流側が燃焼室12に開口し、下流側が排気通路16に接続されている。   Each cylinder includes first and second intake ports 20A and 20B and first and second exhaust ports 22A and 22B, respectively. The intake ports 20A and 20B are formed as two parallel passages, and the upstream side is connected to the intake passage 14, and the downstream sides open to the combustion chamber 12 at different positions. Further, the exhaust ports 22 </ b> A and 22 </ b> B are open to the combustion chamber 12 on the upstream side and connected to the exhaust passage 16 on the downstream side.

ここで、図2を参照して、吸気ポート20A,20Bの形状及び配置について説明する。図2は、エンジンの1気筒の構成を拡大して示す構成図である。この図に示すように、吸気ポート20A,20Bは、直線状に延びたストレートポートとして形成され、それぞれ中心軸線L1,L2を有している。そして、吸気ポート20A,20Bは、気筒を軸線方向からみた状態(平面視)において、これらの中心軸線L1,L2が円形状をなす燃焼室12の中心Oに対して一側と他側を通るように配置されている。即ち、吸気ポート20Aは中心Oの一側で燃焼室12に開口し、吸気ポート20Bは中心Oの他側で燃焼室12に開口している。   Here, the shape and arrangement of the intake ports 20A and 20B will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration diagram showing an enlarged configuration of one cylinder of the engine. As shown in this figure, the intake ports 20A and 20B are formed as straight ports extending linearly and have center axes L1 and L2, respectively. The intake ports 20A and 20B pass through one side and the other side with respect to the center O of the combustion chamber 12 in which the central axis lines L1 and L2 form a circular shape when the cylinder is viewed from the axial direction (plan view). Are arranged as follows. That is, the intake port 20A opens to the combustion chamber 12 on one side of the center O, and the intake port 20B opens to the combustion chamber 12 on the other side of the center O.

また、各気筒は、吸気ポート20A,20Bに配置された第1,第2の燃料噴射弁24A,24Bと、燃焼室12内(筒内)の混合気に点火する点火プラグ26とを備えている。ここで、燃料噴射弁24Aは、少なくとも燃料噴射孔が吸気ポート20Aの中心軸線L1上に配置され、中心軸線L1上で吸気ポート20Aの開口部に向けて燃料を噴射するように構成されている。また、燃料噴射弁24Bも同様に、燃料噴射孔が吸気ポート20Bの中心軸線L2上に配置され、中心軸線L2上で吸気ポート20Bの開口部に向けて燃料を噴射するように構成されている。このため、吸気バルブ28A,28Bが開弁した状態では、燃料噴射弁24A,24Bから噴射された燃料が筒内に直接到達する。一方、点火プラグ26は、平面視において燃焼室12の中心Oに配置されている。   Each cylinder includes first and second fuel injection valves 24A and 24B disposed in the intake ports 20A and 20B, and an ignition plug 26 that ignites an air-fuel mixture in the combustion chamber 12 (in-cylinder). Yes. Here, the fuel injection valve 24A is configured such that at least the fuel injection hole is disposed on the central axis L1 of the intake port 20A, and the fuel is injected toward the opening of the intake port 20A on the central axis L1. . Similarly, the fuel injection valve 24B has a fuel injection hole disposed on the central axis L2 of the intake port 20B, and is configured to inject fuel toward the opening of the intake port 20B on the central axis L2. . For this reason, in a state where the intake valves 28A and 28B are opened, the fuel injected from the fuel injection valves 24A and 24B directly reaches the cylinder. On the other hand, the spark plug 26 is disposed at the center O of the combustion chamber 12 in a plan view.

また、吸気ポート20A,20Bには、公知のポペットバルブ等により構成された第1,第2の吸気バルブ28A,28Bが設けられている。吸気バルブ28Aは、吸気ポート20Aの開口部を開閉する略円盤状の傘部30Aと、該傘部30Aを中心位置で支持するロッド状のステム32Aとを備えている。吸気バルブ28Bも同様に、傘部30Bとステム32Bとを備えている。一方、排気ポート22A,22Bには、図1に示すように、排気バルブ34A,34Bが設けられている。   In addition, the intake ports 20A and 20B are provided with first and second intake valves 28A and 28B each formed of a known poppet valve or the like. The intake valve 28A includes a substantially disc-shaped umbrella 30A that opens and closes the opening of the intake port 20A, and a rod-shaped stem 32A that supports the umbrella 30A at the center position. Similarly, the intake valve 28B includes an umbrella portion 30B and a stem 32B. On the other hand, the exhaust ports 22A and 22B are provided with exhaust valves 34A and 34B as shown in FIG.

また、エンジン10は、吸気バルブ28A,28Bに付設された可変動弁機構36を備えている。可変動弁機構36は、吸気バルブ28A,28Bの少なくとも閉弁時期をバルブ毎に変更することが可能な公知の機構により構成されている。このような機構の例としては、例えば特開2007−132326号公報に記載されているような揺動アーム型の可変動弁機構、特開2000−87769号公報に記載されているようなVVT(Variable Valve Timing system)、例えば特開2007−16710号公報に記載されているような電磁駆動式の動弁機構等がある。これらの機構は、後述のECU40から入力される制御信号に応じて、吸気バルブ28A,28Bの閉弁時期を進角(早くする)及び遅角(遅くする)ことができる。   The engine 10 includes a variable valve mechanism 36 attached to the intake valves 28A and 28B. The variable valve mechanism 36 is configured by a known mechanism that can change at least the closing timing of the intake valves 28A and 28B for each valve. Examples of such a mechanism include a swing arm type variable valve mechanism as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-132326, and a VVT (as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-87769). Variable valve timing system), for example, an electromagnetically driven valve mechanism as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-16710. These mechanisms can advance (fasten) and retard (slow) the closing timing of the intake valves 28A and 28B in accordance with a control signal input from the ECU 40 described later.

また、本実施の形態のシステムは、エンジン10やこれを搭載する車両の制御に必要な各種のセンサを含むセンサ系統38と、エンジン10の運転状態を制御するECU(Electronic Control Unit)40とを備えている。センサ系統38には、クランク角及び機関回転数(エンジン回転数)を検出するクランク角センサ、吸入空気量を検出するエアフローセンサ、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ、排気空燃比を検出する空燃比センサ、車両のアクセル操作量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ等が含まれている。そして、センサ系統38は、ECU40の入力側に接続されている。一方、ECU40の出力側には、スロットルバルブ18、燃料噴射弁24A,24B、点火プラグ26、可変動弁機構36等を含む各種のアクチュエータが接続されている。   The system according to the present embodiment includes a sensor system 38 including various sensors necessary for controlling the engine 10 and a vehicle on which the engine 10 is mounted, and an ECU (Electronic Control Unit) 40 that controls the operating state of the engine 10. I have. The sensor system 38 includes a crank angle sensor that detects a crank angle and an engine speed (engine speed), an air flow sensor that detects an intake air amount, a water temperature sensor that detects the temperature of engine cooling water, and an exhaust air-fuel ratio. An air-fuel ratio sensor, an accelerator opening sensor for detecting an accelerator operation amount (accelerator opening) of the vehicle, and the like are included. The sensor system 38 is connected to the input side of the ECU 40. On the other hand, on the output side of the ECU 40, various actuators including the throttle valve 18, fuel injection valves 24A and 24B, the spark plug 26, the variable valve mechanism 36, and the like are connected.

そして、ECU40は、センサ系統38により検出したエンジンの運転情報に基いて、各アクチュエータを駆動することにより、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサの出力に基いてエンジン回転数とクランク角とを検出し、エアフローセンサにより吸入空気量を検出する。また、エンジン回転数と吸入空気量とに基いて機関負荷を算出し、吸入空気量、機関負荷等に基いて燃料噴射量を算出し、クランク角に基いて燃料噴射時期及び点火時期を決定する。そして、燃料噴射時期が到来した時点で燃料噴射弁24A,24Bを駆動し、点火時期が到来した時点で点火プラグ26を駆動する。また、ECU40は、クランク角に基いて可変動弁機構36を駆動することにより、吸気バルブ28A,28Bを適切なタイミングで開閉させる。これにより、各気筒の燃焼室12内で混合気を燃焼させ、エンジン10を運転することができる。   The ECU 40 controls the operation by driving the actuators based on the engine operation information detected by the sensor system 38. Specifically, the engine speed and the crank angle are detected based on the output of the crank angle sensor, and the intake air amount is detected by the air flow sensor. The engine load is calculated based on the engine speed and the intake air amount, the fuel injection amount is calculated based on the intake air amount, the engine load, etc., and the fuel injection timing and the ignition timing are determined based on the crank angle. . Then, the fuel injection valves 24A and 24B are driven when the fuel injection timing comes, and the spark plug 26 is driven when the ignition timing comes. Further, the ECU 40 drives the variable valve mechanism 36 based on the crank angle to open and close the intake valves 28A and 28B at appropriate timing. Thereby, the air-fuel mixture is combusted in the combustion chamber 12 of each cylinder, and the engine 10 can be operated.

[実施の形態1の特徴]
本実施の形態では、吸気ポート20A,20Bをストレートポートとして形成し、燃料噴射弁24A,24Bの燃料噴射位置を吸気ポート20A,20Bの中心軸線L1,L2に配置している。そして、2つの燃料噴射弁24A,24Bは、吸気行程中、即ち、吸気バルブ28A,28Bの開弁期間中に、中心軸線L1,L2上で吸気ポート20A,20Bの開口部に向けて燃料を噴射する構成としている。この構成によれば、ストレートポートの中心位置で燃料を噴射するので、燃料の噴霧に対する空気流の影響を抑制することができる。これにより、燃料を安定した噴霧形状で筒内に流入させ、サイクル間の燃焼のばらつきを低減することができる。
[Features of Embodiment 1]
In the present embodiment, the intake ports 20A and 20B are formed as straight ports, and the fuel injection positions of the fuel injection valves 24A and 24B are arranged on the central axes L1 and L2 of the intake ports 20A and 20B. The two fuel injection valves 24A, 24B supply fuel toward the openings of the intake ports 20A, 20B on the central axes L1, L2 during the intake stroke, that is, during the opening period of the intake valves 28A, 28B. It is set as the structure which injects. According to this configuration, since the fuel is injected at the center position of the straight port, the influence of the air flow on the fuel spray can be suppressed. As a result, fuel can flow into the cylinder in a stable spray shape, and variations in combustion between cycles can be reduced.

また、燃料噴射弁24A,24Bの先端部には、中心軸線L1,L2に対して非対称な噴霧形状を実現するための噴孔プレートを設けている。この噴孔プレートは、例えば特開2007−262995号公報に記載されているように、複数の燃料噴射孔が円弧状(C字状)に配置されたもので、中心軸線L1,L2に対して非対称な形状を有している。これにより、燃料噴射弁24A,24Bは、図2に示すように、燃料の噴霧を噴射方向と垂直な平面で破断した噴霧の断面形状F1,F2がC字状となるように構成されている。そして、本実施の形態では、噴霧の断面形状F1,F2に設けられた1箇所の切欠きFcを、吸気バルブ28A,28Bのステム32A,32Bの位置に合わせる構成としている。   In addition, an injection hole plate for realizing an asymmetric spray shape with respect to the central axis lines L1 and L2 is provided at the front ends of the fuel injection valves 24A and 24B. This nozzle hole plate has a plurality of fuel injection holes arranged in an arcuate shape (C shape) as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-26295, and is centered on the center axes L1 and L2. It has an asymmetric shape. Accordingly, as shown in FIG. 2, the fuel injection valves 24A and 24B are configured such that the spray cross-sectional shapes F1 and F2 obtained by breaking the fuel spray along a plane perpendicular to the injection direction are C-shaped. . In the present embodiment, one notch Fc provided in the spray cross-sectional shapes F1, F2 is configured to match the positions of the stems 32A, 32B of the intake valves 28A, 28B.

この構成によれば、吸気バルブ28A,28Bが開弁した状態において、燃料噴射弁24A,24Bから噴射された燃料は、吸気ポート20A,20Bの開口部とバルブの傘部30A,30Bとの間に形成される環状の隙間のうち、ステム32A,32Bにより遮られる部分を除いたC字状の隙間から筒内に流入するようになる。また、前記環状の隙間のうちステム32A,32Bにより遮られる部分は、噴霧形状の切欠きFcと位置合わせされているので、ステム32A,32Bの位置には燃料が噴射されない。   According to this configuration, in a state where the intake valves 28A and 28B are opened, the fuel injected from the fuel injection valves 24A and 24B is between the openings of the intake ports 20A and 20B and the umbrella portions 30A and 30B of the valves. Of the annular gap formed in the cylinder, the gas flows into the cylinder through a C-shaped gap excluding a portion blocked by the stems 32A and 32B. Further, portions of the annular gap that are blocked by the stems 32A and 32B are aligned with the spray-shaped notches Fc, so that fuel is not injected into the positions of the stems 32A and 32B.

従って、噴射燃料がステム32A,32Bに付着するのを防止し、筒内に流入する燃料の量を安定させることができる。しかも、噴霧の断面形状を円弧状とすることにより、吸気バルブ28A,28Bの開弁中に生じる前記環状の隙間に対して、噴霧の面積を最大限に大きくすることができる。これにより、噴射燃料の微粒化を促進し、排気ガス中の粒子状物質(PM)を低減することができる。   Therefore, it is possible to prevent the injected fuel from adhering to the stems 32A and 32B, and to stabilize the amount of fuel flowing into the cylinder. In addition, by making the cross-sectional shape of the spray arc, the spray area can be maximized with respect to the annular gap generated during the opening of the intake valves 28A and 28B. Thereby, atomization of the injected fuel can be promoted, and particulate matter (PM) in the exhaust gas can be reduced.

また、吸気ポート20A,20Bの開口部側には、図2に示すように、燃料噴射弁24A,24Bからみて、ステム32A,32Bにより区分される2つの領域が形成されている。これらの領域は、ステム32A,32B間に位置する中央領域Aと、ステム32A,32Bの外側(両側)に位置する外側領域Bである。燃料噴射弁24A,24Bから噴射された燃料のうち、中央領域Aに噴射された燃料は、ステム32A,32Bの間を通過して筒内中央部に流入する。また、外側領域Bに噴射された燃料は、ステム32A,32Bの外側を通過して筒内外周に流入する。   Further, as shown in FIG. 2, two regions that are divided by the stems 32A and 32B are formed on the opening side of the intake ports 20A and 20B as viewed from the fuel injection valves 24A and 24B. These regions are a central region A located between the stems 32A and 32B and an outer region B located outside (on both sides) of the stems 32A and 32B. Of the fuel injected from the fuel injection valves 24A and 24B, the fuel injected into the central region A passes between the stems 32A and 32B and flows into the in-cylinder center. The fuel injected into the outer region B passes outside the stems 32A and 32B and flows into the cylinder outer periphery.

このため、本実施の形態では、中央領域Aに噴射される燃料の量(中央領域噴射量)を、外側領域Bに噴射される燃料の量(外側領域噴射量)よりも多く設定する構成としている。この構成は、例えば複数の燃料噴射孔が円弧状に配置された噴孔プレートにおいて、中央領域Aに対応する燃料噴射孔の個数、孔径等を、外側領域Bに対応する燃料噴射孔よりも増大させることによって実現される。   For this reason, in the present embodiment, the amount of fuel injected into the central region A (central region injection amount) is set to be larger than the amount of fuel injected into the outer region B (outer region injection amount). Yes. In this configuration, for example, in an injection hole plate in which a plurality of fuel injection holes are arranged in an arc shape, the number of fuel injection holes corresponding to the central region A, the hole diameter, and the like are increased as compared with the fuel injection holes corresponding to the outer region B. It is realized by letting.

上記構成によれば、筒内外周に流入する噴射燃料を減少させ、筒内壁面への燃料付着量を抑制することができる。これにより、筒内壁面ではなく、筒内の空気中で気化する燃料が増加するので、燃料の気化による吸入空気の冷却効率を高めることができ、燃費や出力を向上させることができる。また、噴射燃料が筒内壁面に付着すると、付着燃料が次のサイクルに持ち越されることによりトルク変動が生じたり、未燃燃料が増加して排気エミッションを悪化させる場合がある。上記構成によれば、このような原因で生じるトルク変動を低減し、排気エミッションを改善することができる。   According to the above configuration, the amount of injected fuel that flows into the outer periphery of the cylinder can be reduced, and the amount of fuel attached to the inner wall surface of the cylinder can be suppressed. As a result, the amount of fuel vaporized in the air in the cylinder, rather than in the cylinder inner wall surface, can increase the cooling efficiency of the intake air by the vaporization of the fuel, and improve the fuel consumption and output. Further, when the injected fuel adheres to the inner wall surface of the cylinder, the adhering fuel is carried over to the next cycle, thereby causing torque fluctuations or increasing unburned fuel, which may deteriorate exhaust emission. According to the above configuration, it is possible to reduce the torque fluctuation caused by such a cause and improve the exhaust emission.

また、燃料噴射弁24A,24B側からみると、中央領域Aに対応する筒内中央部の空間容積(空気量)は、外側領域Bに対応する筒内外周の空間容積よりも大きい。従って、中央領域噴射量を外側領域噴射量よりも多くすることにより、噴射燃料を筒内各部の空気量に応じて筒内中央部と筒内外周に適切に分配することができる。これにより、筒内全体において、空燃比を均等化し、燃焼を均質化することができる。   Further, when viewed from the fuel injection valves 24A and 24B side, the space volume (air amount) in the center of the cylinder corresponding to the center region A is larger than the space volume of the outer periphery in the cylinder corresponding to the outer region B. Therefore, by making the center region injection amount larger than the outer region injection amount, the injected fuel can be appropriately distributed to the in-cylinder central portion and the in-cylinder outer periphery according to the air amount of each part in the cylinder. Thereby, in the whole cylinder, an air fuel ratio can be equalized and combustion can be homogenized.

実施の形態2.
次に、図3を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1とほぼ同様の構成及び制御において、燃料噴射を吸気行程の前半と後半に分けて行うことを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that the fuel injection is performed in the first half and the second half of the intake stroke in substantially the same configuration and control as in the first embodiment. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

[実施の形態2の特徴]
図3は、本発明の実施の形態2における燃料の分割噴射を示す説明図である。この図に示すように、本実施の形態では、燃料噴射弁24A,24Bにより1サイクル分の噴射燃料を吸気行程の前半と後半に分けて噴射する。なお、図3では、燃料噴射の分割回数を2回とした場合を例示したが、本発明における分割噴射の回数は、2回に限定されるものではない。また、図3中の「TDC」、「BDC」は、それぞれ排気上死点、吸気下死点を示している。
[Features of Embodiment 2]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing split fuel injection in Embodiment 2 of the present invention. As shown in this figure, in this embodiment, the fuel injection valves 24A and 24B inject one cycle of injected fuel into the first half and the second half of the intake stroke. Although FIG. 3 illustrates the case where the fuel injection is divided twice, the number of divided injections in the present invention is not limited to two. Further, “TDC” and “BDC” in FIG. 3 indicate an exhaust top dead center and an intake bottom dead center, respectively.

上記制御によれば、吸気行程の前半と後半に燃料を少量ずつ噴射し、噴射燃料と空気との混合度を高めることができ、また、噴射燃料の気化を促進することができる。このため、吸気ポート20A,20Bとして、筒内の空気を撹拌する機能が比較的弱いストレートポートを用いた場合でも、実施の形態1の作用効果に加えて、混合気の均質性を高めることができる。なお、前記実施の形態2において、図3は、請求項7における分割噴射手段の具体例を示している。   According to the above control, fuel can be injected little by little in the first half and second half of the intake stroke, the degree of mixing of the injected fuel and air can be increased, and vaporization of the injected fuel can be promoted. For this reason, even when a straight port having a relatively weak function of stirring the air in the cylinder is used as the intake ports 20A and 20B, in addition to the effects of the first embodiment, the homogeneity of the air-fuel mixture can be improved. it can. In the second embodiment, FIG. 3 shows a specific example of the divided injection means in claim 7.

実施の形態3.
次に、図4を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1とほぼ同様の構成及び制御において、吸気バルブの閉弁時期を下死点よりも遅らせたことを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that the closing timing of the intake valve is delayed from the bottom dead center in the configuration and control substantially the same as in the first embodiment. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

[実施の形態3の特徴]
図4は、本発明の実施の形態3において、吸気バルブの閉弁時期及び燃料の噴射時期を示す説明図である。図4に示すように、本実施の形態では、吸気バルブ28A,28Bの閉弁時期を吸気下死点よりも遅らせ、かつ、燃料噴射弁24A,24Bの燃料噴射期間を吸気行程の前半に設定する構成としている。
[Features of Embodiment 3]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the valve closing timing of the intake valve and the fuel injection timing in Embodiment 3 of the present invention. As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the closing timing of the intake valves 28A, 28B is delayed from the intake bottom dead center, and the fuel injection period of the fuel injection valves 24A, 24B is set to the first half of the intake stroke. It is configured to do.

上記制御によれば、吸気バルブ28A,28Bの閉弁時期を遅らせることにより、吸入空気量を減少させ、所謂アトキンソンサイクルを実現することができる。これにより、実施の形態1の作用効果に加えて、熱効率を改善し、燃費を向上させることができる。一方、燃料噴射期間を吸気行程の前半に設定することにより、噴射燃料を筒内の下側(ピストン側)に集めることができ、また、燃料噴射期間を吸気下死点から時間的に遠ざけることができる。これにより、吸気バルブ28A,28Bが閉弁する直前に噴射燃料が吸気ポート20A,20Bに吹き返すのを防止することができる。従って、筒内の混合気量のばらつきを抑制し、トルク変動を低減することができる。なお、前記実施の形態3において、図4は、請求項6における吸気閉弁遅角手段と噴射時期制御手段の具体例を示している。   According to the above control, the intake air amount can be reduced by delaying the closing timing of the intake valves 28A and 28B, and a so-called Atkinson cycle can be realized. Thereby, in addition to the effect of Embodiment 1, it can improve a thermal efficiency and can improve a fuel consumption. On the other hand, by setting the fuel injection period to the first half of the intake stroke, the injected fuel can be collected on the lower side (piston side) in the cylinder, and the fuel injection period can be kept away from the intake bottom dead center in time. Can do. Thereby, it is possible to prevent the injected fuel from blowing back to the intake ports 20A and 20B immediately before the intake valves 28A and 28B are closed. Therefore, variation in the amount of air-fuel mixture in the cylinder can be suppressed and torque fluctuation can be reduced. In the third embodiment, FIG. 4 shows a specific example of the intake valve closing delay means and the injection timing control means in claim 6.

実施の形態4.
次に、図5を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1とほぼ同様の構成及び制御において、2つの燃料噴射弁の燃料噴射期間をずらしたことを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that the fuel injection periods of the two fuel injection valves are shifted in substantially the same configuration and control as in the first embodiment. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

[実施の形態4の特徴]
図5は、本発明の実施の形態4において、燃料の噴射時期を示す説明図である。この図に示すように、本実施の形態では、燃料噴射弁24A,24Bの燃料噴射期間が重複しないように、燃料噴射期間を相互にずらす構成としている。この構成によれば、燃料噴射弁24A,24Bから噴射された燃料の噴霧が筒内で衝突するのを防止することができる。これにより、燃料噴霧の衝突によって燃料の微粒化が阻害されたり、混合気の偏りが生じるのを回避することができ、実施の形態1の作用効果に加えて、混合気を安定的に形成することができる。なお、前記実施の形態4において、図5は、請求項8における噴射差動手段の具体例を示している。
[Features of Embodiment 4]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the fuel injection timing in the fourth embodiment of the present invention. As shown in this figure, in the present embodiment, the fuel injection periods are shifted from each other so that the fuel injection periods of the fuel injection valves 24A and 24B do not overlap. According to this configuration, it is possible to prevent the spray of fuel injected from the fuel injection valves 24A and 24B from colliding in the cylinder. Accordingly, it is possible to prevent the atomization of the fuel from being obstructed by the collision of the fuel spray and the occurrence of the bias of the air-fuel mixture, and in addition to the effects of the first embodiment, the air-fuel mixture is stably formed. be able to. In the fourth embodiment, FIG. 5 shows a specific example of the injection differential means in claim 8.

実施の形態5.
次に、図6を参照して、本発明の実施の形態5について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1とほぼ同様の構成及び制御に加えて、片方の吸気ポートの空気流量を吸気調整弁により減少させた状態で、2つの燃料噴射弁により燃料噴射を行うことを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 5 FIG.
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, in addition to substantially the same configuration and control as in the first embodiment, fuel injection is performed by two fuel injection valves in a state where the air flow rate of one intake port is decreased by the intake adjustment valve. It is characterized by that. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

[実施の形態5の特徴]
図6は、本発明の実施の形態5において、エンジンの1気筒の構成を拡大して示す構成図である。この図に示すように、本実施の形態では、吸気調整弁を構成するスワールコントロールバルブ(SCV)50を第1の吸気ポート20Aに設けている。SCV50は、例えば電子制御式のバタフライ弁等により構成され、燃料噴射弁24Aの上流側に配置されている。また、SCV50は、ECU40により制御されて吸気ポート20Aの流路面積を変化させるもので、全閉位置では、吸気ポート20A内の空気流を遮断するように構成されている。そして、本実施の形態では、吸気行程において、SCV50を閉じ側に駆動して吸気ポート20Aの空気流を減少させた状態で、燃料噴射弁24A,24Bにより燃料を同時に噴射する。
[Features of Embodiment 5]
FIG. 6 is an enlarged configuration diagram showing the configuration of one cylinder of the engine in the fifth embodiment of the present invention. As shown in this figure, in the present embodiment, a swirl control valve (SCV) 50 constituting an intake adjustment valve is provided in the first intake port 20A. The SCV 50 is configured by, for example, an electronically controlled butterfly valve or the like, and is disposed on the upstream side of the fuel injection valve 24A. The SCV 50 is controlled by the ECU 40 to change the flow passage area of the intake port 20A, and is configured to block the air flow in the intake port 20A in the fully closed position. In the present embodiment, in the intake stroke, the fuel is simultaneously injected by the fuel injection valves 24A and 24B in a state where the SCV 50 is driven to the closed side to reduce the air flow in the intake port 20A.

上記構成によれば、SCV50により筒内にスワール流を発生することができ、このスワール流の異なる部位に対して、2つの燃料噴射弁24A,24Bから燃料をそれぞれ噴射することができる。これにより、混合気の均質性を高めることができ、また、筒内の空気流を強くして燃焼速度を向上させることができる。従って、実施の形態1の作用効果に加えて、例えばリーン燃焼が可能な運転領域を拡大することができ、燃費を更に改善することができる。なお、前記実施の形態5において、図6は、請求項9における噴射状態制御手段の具体例を示している。   According to the above configuration, a swirl flow can be generated in the cylinder by the SCV 50, and fuel can be injected from the two fuel injection valves 24A and 24B to different portions of the swirl flow. Thereby, the homogeneity of the air-fuel mixture can be improved, and the air flow in the cylinder can be strengthened to improve the combustion speed. Therefore, in addition to the operational effects of the first embodiment, for example, the operating range in which lean combustion is possible can be expanded, and fuel consumption can be further improved. In the fifth embodiment, FIG. 6 shows a specific example of the injection state control means in claim 9.

実施の形態6.
次に、図7及び図8を参照して、本発明の実施の形態6について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1とほぼ同様の構成及び制御において、2つの燃料噴射弁の噴霧形状を異ならせたことを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 6 FIG.
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is characterized in that the spray shapes of the two fuel injection valves are made different in the configuration and control substantially the same as in the first embodiment. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

[実施の形態6の特徴]
図7は、本発明の実施の形態6において、エンジンの1気筒の構成を拡大して示す構成図である。本実施の形態において、燃料噴射弁24A,24B′の噴霧形状は、実施の形態1と同様に、C字状の断面形状を有している。また、第1の燃料噴射弁24Aは、中央領域噴射量の方が外側領域噴射量よりも多くなるように構成されている。しかし、第2の燃料噴射弁24B′は、実施の形態1と逆に、外側領域噴射量の方が中央領域噴射量よりも多くなるように構成されている。この構成は、例えば燃料噴射弁24B′の噴孔プレートにおいて、外側領域Bに対応する燃料噴射孔の個数、孔径等を、中央領域Aに対応する燃料噴射孔よりも増大させることによって実現される。
[Features of Embodiment 6]
FIG. 7 is an enlarged configuration diagram showing the configuration of one cylinder of the engine in the sixth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the spray shapes of the fuel injection valves 24A and 24B ′ have a C-shaped cross-sectional shape, as in the first embodiment. Further, the first fuel injection valve 24A is configured such that the central region injection amount is larger than the outer region injection amount. However, contrary to the first embodiment, the second fuel injection valve 24B ′ is configured such that the outer region injection amount is larger than the central region injection amount. This configuration is realized, for example, by increasing the number of fuel injection holes corresponding to the outer region B, the hole diameter, and the like in the injection hole plate of the fuel injection valve 24B ′ as compared with the fuel injection hole corresponding to the central region A. .

図8は、実施の形態6による制御を示す説明図である。図8(a)に示すように、低負荷運転または中間負荷運転が行われている場合(以下、中低負荷運転時と称す)には、吸気行程において、第1の燃料噴射弁24Aを停止した状態で、第2の燃料噴射弁24B′により燃料を噴射する。このとき、第1の吸気バルブ28Aは閉弁状態に保持し、第2の吸気バルブ28Bのみを開弁する。なお、中低負荷運転時であるか否かは、機関負荷が高負荷に対応する所定の基準負荷よりも小さいか否かに基いて判定される。ECU40は、機関負荷が基準負荷よりも小さい場合に、中低負荷運転時と判定し、上記制御を実行する。一方、機関負荷が基準負荷以上の場合には、高負荷運転時と判定し、図8(b)に示すように、実施の形態1と同様の制御を実行する。即ち、吸気バルブ28A,28Bを開弁した状態で、両方の燃料噴射弁24A,24Bにより燃料噴射を実行する。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing the control according to the sixth embodiment. As shown in FIG. 8 (a), when the low load operation or the intermediate load operation is performed (hereinafter referred to as a medium / low load operation), the first fuel injection valve 24A is stopped in the intake stroke. In this state, fuel is injected by the second fuel injection valve 24B ′. At this time, the first intake valve 28A is kept closed, and only the second intake valve 28B is opened. Whether or not the vehicle is operating at a medium or low load is determined based on whether or not the engine load is smaller than a predetermined reference load corresponding to the high load. When the engine load is smaller than the reference load, the ECU 40 determines that the middle / low load operation is being performed, and executes the above control. On the other hand, when the engine load is equal to or higher than the reference load, it is determined that the engine is operating at a high load, and the same control as in the first embodiment is executed as shown in FIG. That is, fuel injection is performed by both the fuel injection valves 24A and 24B with the intake valves 28A and 28B opened.

上記構成によれば、中低負荷運転時には、燃料噴射弁24B′により比較的多量の燃料を外側領域Bに噴射することができる。外側領域Bは筒内外周に対応した領域なので、この領域に噴射した燃料の勢いにより筒内にスワール流を発生させることができ、スワール流により筒内の空気流を強くして燃焼状態を改善することができる。従って、吸気ポート20A,20Bをストレートポートとすることにより、高負荷運転時の吸入空気量を最大限に確保しつつ、中低負荷運転時には、燃料噴射を利用してスワール流の効果を得ることができる。なお、前記実施の形態6において、図8は、請求項10における中低負荷時制御手段の具体例を示している。   According to the above configuration, a relatively large amount of fuel can be injected into the outer region B by the fuel injection valve 24B ′ during the medium and low load operation. Since the outer region B corresponds to the outer periphery in the cylinder, a swirl flow can be generated in the cylinder by the momentum of the fuel injected into this region, and the combustion state is improved by strengthening the air flow in the cylinder by the swirl flow. can do. Therefore, by making the intake ports 20A and 20B straight ports, the intake air amount at the time of high load operation is ensured to the maximum, and at the time of medium to low load operation, the effect of swirl flow is obtained by using fuel injection. Can do. In the sixth embodiment, FIG. 8 shows a specific example of the medium and low load control means in claim 10.

実施の形態7.
次に、図9を参照して、本発明の実施の形態7について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1とほぼ同様の構成及び制御において、高回転時の燃料噴射を上死点及び/又は下死点の近傍で実施することを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 7 FIG.
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that fuel injection at high rotation is performed in the vicinity of the top dead center and / or the bottom dead center in the same configuration and control as in the first embodiment. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

[実施の形態7の特徴]
筒内に流入する吸入空気は、エンジン回転数が高いほど(吸入空気量が多いほど)、強い流れを形成して筒内中央部に集まり易い。この結果、噴射燃料は、強い空気流によって筒内中央部に引き込まれ、その勢いで筒内壁面のうち吸気ポート20A,20Bの正面に位置する部位、即ち、排気ポート22A,22B側の壁面に付着し易くなる。従って、筒内中央部を通って排気ポート22A,22Bの近傍に付着する噴射燃料は、吸入空気量が多いほど増加する傾向がある。
[Features of Embodiment 7]
The intake air flowing into the cylinder tends to gather at the center of the cylinder by forming a stronger flow as the engine speed is higher (as the intake air amount is larger). As a result, the injected fuel is drawn into the center of the cylinder by the strong air flow, and with the momentum, the portion of the cylinder inner wall located in front of the intake ports 20A and 20B, that is, the wall on the exhaust ports 22A and 22B side. It becomes easy to adhere. Therefore, the injected fuel that adheres to the vicinity of the exhaust ports 22A and 22B through the in-cylinder central portion tends to increase as the intake air amount increases.

このため、本実施の形態では、エンジン回転数が所定の基準回転数以上である場合(高回転運転時)に、図9(a)に示すように、吸気行程において上死点及び/又は下死点の近傍で燃料噴射を実行する構成としている。一方、エンジン回転数が基準回転数未満である場合(中低回転運転時)には、図9(b)に示すように、実施の形態1と同様の制御を実行する。なお。図9は、本発明の実施の形態7において、燃料の噴射時期を示す説明図である。吸気行程において、ピストンの下降動作により筒内に吸い込まれる空気の流れは、ATDC90°付近のクランク角(吸気行程の中間位置)で最も速くなる。このクランク角は、ピストンの下降速度が最速となるタイミングに相当している。   For this reason, in the present embodiment, when the engine speed is equal to or higher than a predetermined reference speed (during high speed operation), as shown in FIG. The fuel injection is performed near the dead point. On the other hand, when the engine rotational speed is less than the reference rotational speed (during low-medium speed operation), the same control as in the first embodiment is executed as shown in FIG. 9B. Note that. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the fuel injection timing in the seventh embodiment of the present invention. In the intake stroke, the flow of air sucked into the cylinder by the downward movement of the piston is fastest at a crank angle (intermediate position of the intake stroke) near ATDC 90 °. This crank angle corresponds to the timing when the descending speed of the piston becomes the fastest.

一方、吸気行程の中間位置から大きく離れた上死点や下死点の近傍では、中間位置と比較して空気流が相対的に弱くなる。従って、本実施の形態によれば、吸入空気の流れが強くなる高回転運転時等において、空気流が比較的弱いタイミングで燃料を噴射することができ、筒内壁面への燃料付着量を抑制することができる。従って、前記実施の形態1と同様に、トルク変動を低減し、排気エミッションを改善することができる。   On the other hand, in the vicinity of the top dead center and the bottom dead center far away from the intermediate position of the intake stroke, the air flow is relatively weak compared to the intermediate position. Therefore, according to the present embodiment, the fuel can be injected at a timing when the air flow is relatively weak, such as during high-speed operation where the flow of intake air becomes strong, and the amount of fuel adhering to the inner wall surface of the cylinder is suppressed. can do. Therefore, as in the first embodiment, torque fluctuation can be reduced and exhaust emission can be improved.

なお、上記基準回転数は、例えば吸入空気の流れが筒内中央部に集まり易くなるような高い回転数に対応して設定され、ECU40に予め記憶されている。また、本実施の形態において、燃料噴射は、上死点と下死点のうち何れか一方の近傍だけで実施する構成としてもよく、上死点近傍と下死点近傍の両方で実施する構成としてもよい。また、前記実施の形態7において、図9は、請求項5における噴射状態制御手段の具体例を示している。   Note that the reference rotational speed is set in correspondence with a high rotational speed such that the flow of the intake air easily collects in the center of the cylinder and is stored in the ECU 40 in advance. Further, in the present embodiment, the fuel injection may be performed only in the vicinity of one of the top dead center and the bottom dead center, or the structure implemented in both the vicinity of the top dead center and the vicinity of the bottom dead center. It is good. Moreover, in the said Embodiment 7, FIG. 9 has shown the specific example of the injection state control means in Claim 5. FIG.

実施の形態8.
次に、図10及び図11を参照して、本発明の実施の形態8について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1とほぼ同様の構成及び制御に加えて、中央領域噴射量と外側領域噴射量との比率を吸入空気量に応じて変化させることを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 8 FIG.
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is characterized in that, in addition to substantially the same configuration and control as in the first embodiment, the ratio between the central region injection amount and the outer region injection amount is changed according to the intake air amount. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

[実施の形態8の特徴]
図10は、本発明の実施の形態8において、エンジンの1気筒の構成を拡大して示す構成図である。この図に示すように、本実施の形態では、噴孔可変型の燃料噴射弁60A,60Bを採用しており、これらの燃料噴射弁60A,60Bは、例えば特開2007−297987号公報、特開平04−76266号公報等に記載されているような公知の構成を有している。具体的に述べると、燃料噴射弁60A,60Bは、例えば噴孔プレートに形成された複数の燃料噴射孔の一部を開,閉する可変機構を備えている。これにより、燃料噴射弁60A,60Bは、ECU40から入力される制御信号に応じて、中央領域噴射量と外側領域噴射量との比率を変化させることできる。
[Features of Embodiment 8]
FIG. 10 is an enlarged configuration diagram showing the configuration of one cylinder of the engine in the eighth embodiment of the present invention. As shown in this figure, in the present embodiment, variable injection hole type fuel injection valves 60A and 60B are employed, and these fuel injection valves 60A and 60B are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-297987. It has a known configuration as described in Kaihei 04-76266. More specifically, the fuel injection valves 60A and 60B include a variable mechanism that opens and closes some of the plurality of fuel injection holes formed in the injection hole plate, for example. Thereby, fuel injection valve 60A, 60B can change the ratio of a center area | region injection quantity and an outer area | region injection quantity according to the control signal input from ECU40.

そして、本実施の形態では、図11に示すように、吸入空気量が多いほど、中央領域噴射量に対する外側領域噴射量の比率(以下、外側噴射比率と称す)を増加させる構成としている。図11は、吸入空気量に基いて外側噴射比率を設定するための特性線図であり、この特性データは、例えばマップデータとしてECU40に予め記憶されている。ECU40は、エアフローセンサ等により検出した吸入空気量に基いて、図11のマップデータを参照し、外側噴射比率を算出する。そして、外側噴射比率の算出値に基いて中央領域噴射量と外側領域噴射量とを決定し、これらの噴射量が実現されるように燃料噴射弁60A,60Bの可変機構を駆動する。   And in this Embodiment, as shown in FIG. 11, it is set as the structure which increases the ratio (henceforth an outer injection ratio) of the outer area | region injection quantity with respect to a center area | region injection quantity, so that there are many intake air quantities. FIG. 11 is a characteristic diagram for setting the outside injection ratio based on the intake air amount. This characteristic data is stored in advance in the ECU 40 as map data, for example. The ECU 40 calculates the outside injection ratio with reference to the map data of FIG. 11 based on the intake air amount detected by the airflow sensor or the like. Then, the central region injection amount and the outer region injection amount are determined based on the calculated value of the outer injection ratio, and the variable mechanisms of the fuel injection valves 60A and 60B are driven so that these injection amounts are realized.

前述したように、吸入空気量が多い場合には、噴射燃料を筒内中央部に引き込む空気流が強くなり、筒内壁面への燃料付着量が増加し易い。これに対し、本実施の形態では、全体の燃料噴射量(中央領域噴射量+外側領域噴射量)を一定とした場合に、吸入空気量が多いほど、外側領域噴射量を増加させ、中央領域噴射量を減少させることができる。これにより、吸入空気量が増加する高負荷運転時等において、吸気ポート20A,20Bの中央領域Aから筒内中央部に流入する噴射燃料を減少させ、筒内壁面への燃料付着量を抑制することができる。従って、前記実施の形態1と同様に、トルク変動を低減し、排気エミッションを改善することができる。なお、前記実施の形態8において、図11は、請求項3における空気量対応制御手段の具体例を示している。   As described above, when the intake air amount is large, the air flow for drawing the injected fuel into the center of the cylinder becomes strong, and the amount of fuel adhering to the cylinder inner wall surface tends to increase. On the other hand, in the present embodiment, when the entire fuel injection amount (central region injection amount + outer region injection amount) is constant, the outer region injection amount is increased as the intake air amount increases, and the central region is increased. The injection amount can be reduced. This reduces the amount of fuel injected from the central region A of the intake ports 20A, 20B to the center of the cylinder during high load operation where the intake air amount increases, thereby suppressing the amount of fuel adhering to the cylinder inner wall surface. be able to. Therefore, as in the first embodiment, torque fluctuation can be reduced and exhaust emission can be improved. In the eighth embodiment, FIG. 11 shows a specific example of the air amount correspondence control means in claim 3.

実施の形態9.
次に、図12を参照して、本発明の実施の形態9について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態8と同様の構成において、中央領域噴射量と外側領域噴射量との比率をエンジン回転数に応じて変化させることを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態8と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 9 FIG.
Next, Embodiment 9 of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that, in the same configuration as in the eighth embodiment, the ratio of the central region injection amount and the outer region injection amount is changed according to the engine speed. In the present embodiment, the same components as those in the eighth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

[実施の形態9の特徴]
前述したように、エンジン回転数が高い場合には、噴射燃料を筒内中央部に引き込む空気流が強くなり、筒内壁面への燃料付着量が増加し易い。このため、本実施の形態では、図12に示すように、エンジン回転数が高いほど、外側噴射比率を増加させる構成としている。図12は、エンジン回転数に基いて外側噴射比率を設定するための特性線図であり、この特性データは、例えばマップデータとしてECU40に予め記憶されている。ECU40は、エンジン回転数に基いて、図12のマップデータを参照し、外側噴射比率を算出する。そして、前記実施の形態8で述べたように、外側噴射比率の算出値が実現されるように燃料噴射弁60A,60Bの可変機構を駆動する。
[Features of Embodiment 9]
As described above, when the engine speed is high, the air flow that draws the injected fuel into the center of the cylinder becomes strong, and the amount of fuel adhering to the inner wall surface of the cylinder tends to increase. For this reason, in this Embodiment, as shown in FIG. 12, it is set as the structure which increases an outside injection ratio, so that an engine speed is high. FIG. 12 is a characteristic diagram for setting the outside injection ratio based on the engine speed, and this characteristic data is stored in advance in the ECU 40 as map data, for example. The ECU 40 refers to the map data in FIG. 12 and calculates the outside injection ratio based on the engine speed. Then, as described in the eighth embodiment, the variable mechanisms of the fuel injection valves 60A and 60B are driven so that the calculated value of the outer injection ratio is realized.

上記構成によれば、吸入空気量が増加する高回転運転時等において、吸気ポート20A,20Bの中央領域Aから筒内中央部に流入する噴射燃料を減少させ、筒内壁面への燃料付着量を抑制することができる。これにより、実施の形態8とほぼ同様の作用効果を得ることができる。なお、前記実施の形態9において、図12は、請求項4における回転数対応制御手段の具体例を示している。   According to the above configuration, the amount of fuel adhering to the cylinder inner wall surface is reduced by reducing the amount of injected fuel flowing from the central area A of the intake ports 20A, 20B into the center of the cylinder during high-speed operation where the intake air quantity increases. Can be suppressed. Thereby, substantially the same effect as that of the eighth embodiment can be obtained. In the ninth embodiment, FIG. 12 shows a specific example of the rotation speed correspondence control means in claim 4.

上述した実施の形態1乃至9では、本発明に含まれる構成をそれぞれ個別に例示したが、本発明は、各実施の形態で説明した個別の構成のみに限定されるものではない。即ち、本発明では、実施の形態1乃至9で示した構成のうち、任意の複数個の構成を実現可能な範囲で組合わせてもよいものである。   In Embodiments 1 to 9 described above, the configurations included in the present invention are individually illustrated. However, the present invention is not limited to the individual configurations described in the embodiments. That is, in the present invention, among the configurations shown in Embodiments 1 to 9, any plurality of configurations may be combined within a realizable range.

10 エンジン(内燃機関)
12 燃焼室
14 吸気通路
16 排気通路
18 スロットルバルブ
20A,20B 第1,第2の吸気ポート
22A,22B 第1,第2の排気ポート
24A,60A 第1の燃料噴射弁
24B,24B′,60B 第2の燃料噴射弁
26 点火プラグ
28A,28B 第1,第2の吸気バルブ
30A,30B 傘部
32A,32B ステム
34A,34B 第1,第2の排気バルブ
36 可変動弁機構
38 センサ系統
40 ECU
50 スワールコントロールバルブ(吸気調整弁)
A 中央領域
B 外側領域
L1,L2 中心軸線
10 Engine (Internal combustion engine)
12 Combustion chamber 14 Intake passage 16 Exhaust passage 18 Throttle valves 20A, 20B First and second intake ports 22A, 22B First, second exhaust ports 24A, 60A First fuel injection valves 24B, 24B ', 60B First Two fuel injection valves 26 Spark plugs 28A and 28B First and second intake valves 30A and 30B Umbrella portions 32A and 32B Stems 34A and 34B First and second exhaust valves 36 Variable valve mechanism 38 Sensor system 40 ECU
50 Swirl control valve (intake adjustment valve)
A Central area B Outer area L1, L2 Center axis

Claims (10)

それぞれ直線状に延びて燃焼室に開口するストレートポートとして形成され、中心軸線が前記燃焼室の中心に対して一側と他側を通るように配置された2つの吸気ポートと、
前記2つの吸気ポートにそれぞれ設けられ、吸気ポートの開口部を開閉する傘部と該傘部を中心位置で支持するステムとを有する2つの吸気バルブと、
前記2つの吸気ポートにそれぞれ設けられ、個々の吸気ポートの中心軸線上で当該吸気ポートの開口部に向けて燃料を噴射する2つの燃料噴射弁と、を備え、
前記各燃料噴射弁は、前記2つの吸気バルブのステム間に位置する中央領域と、前記各ステムの外側に位置する外側領域とに燃料をそれぞれ噴射する構成とし、
少なくとも一方の燃料噴射弁においては、前記中央領域に噴射する燃料の量である中央領域噴射量を、前記外側領域に噴射する燃料の量である外側領域噴射量よりも多く設定する構成としたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
Two intake ports that are each formed as a straight port that extends in a straight line and opens into the combustion chamber, and whose center axis passes through one side and the other side with respect to the center of the combustion chamber;
Two intake valves respectively provided on the two intake ports, each having an umbrella portion that opens and closes an opening portion of the intake port and a stem that supports the umbrella portion at a central position;
Two fuel injection valves that are respectively provided in the two intake ports and inject fuel toward the opening of the intake port on the central axis of each intake port;
Each fuel injection valve is configured to inject fuel into a central region located between the stems of the two intake valves and an outer region located outside the stems, respectively.
In at least one of the fuel injection valves, the central region injection amount that is the amount of fuel injected into the central region is set to be larger than the outer region injection amount that is the amount of fuel injected into the outer region. A control device for an internal combustion engine.
前記各燃料噴射弁は、燃料の噴霧を噴射方向と垂直な平面で破断した噴霧の断面形状がC字状となるように構成し、前記噴霧の断面形状に設けられた1箇所の切欠きを前記ステムの位置に合わせる構成としてなる請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   Each of the fuel injection valves is configured such that the fuel spray is broken in a plane perpendicular to the injection direction so that the cross-sectional shape of the spray is C-shaped, and one notch provided in the cross-sectional shape of the spray is formed. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control apparatus is configured to match the position of the stem. 前記各燃料噴射弁は、前記中央領域噴射量と前記外側領域噴射量との比率を変化させることが可能な噴孔可変型の噴射弁により構成し、
吸入空気量が多いほど、前記中央領域噴射量に対する前記外側領域噴射量の比率を増加させる空気量対応制御手段を備えてなる請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。
Each of the fuel injection valves is constituted by an injection hole variable type injection valve capable of changing a ratio between the central region injection amount and the outer region injection amount.
3. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising an air amount corresponding control unit that increases a ratio of the outer region injection amount to the central region injection amount as the intake air amount increases.
前記各燃料噴射弁は、前記中央領域噴射量と前記外側領域噴射量との比率を変化させることが可能な噴孔可変型の噴射弁により構成し、
機関回転数が高いほど、前記中央領域噴射量に対する前記外側領域噴射量の比率を増加させる回転数対応制御手段を備えてなる請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。
Each of the fuel injection valves is constituted by an injection hole variable type injection valve capable of changing a ratio between the central region injection amount and the outer region injection amount.
The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, further comprising a rotation speed correspondence control means for increasing a ratio of the outer region injection amount to the central region injection amount as the engine speed is higher.
機関回転数が高回転数に対応する所定の基準回転数以上である場合に、吸気行程において上死点及び/又は下死点の近傍で燃料噴射を実行する噴射時期制御手段を備えてなる請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。   An injection timing control means for performing fuel injection near the top dead center and / or the bottom dead center in the intake stroke when the engine speed is equal to or higher than a predetermined reference speed corresponding to a high speed. Item 5. The control device for an internal combustion engine according to any one of Items 1 to 4. 前記各吸気バルブの閉弁時期を変更することが可能な可変動弁機構と、
前記可変動弁機構により前記各吸気バルブの閉弁時期を下死点よりも遅らせる吸気閉弁遅角手段と、
前記各燃料噴射弁の燃料噴射期間を吸気行程の前半に設定する噴射時期制御手段と、
を備えてなる請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
A variable valve mechanism capable of changing the closing timing of each intake valve;
Intake valve closing delay means for delaying the closing timing of each intake valve from the bottom dead center by the variable valve mechanism;
Injection timing control means for setting the fuel injection period of each fuel injection valve in the first half of the intake stroke;
The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
前記各燃料噴射弁により吸気行程の前半と後半に分けて燃料を噴射する分割噴射手段を備えてなる請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。   The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, further comprising split injection means for injecting fuel into the first half and the second half of an intake stroke by each fuel injection valve. 前記各燃料噴射弁の燃料噴射期間をずらして非重複状態に保持する噴射差動手段を備えてなる請求項1乃至7のうち何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, further comprising injection differential means that shifts a fuel injection period of each fuel injection valve and holds the fuel injection periods in a non-overlapping state. 前記各吸気ポートのうち片方の吸気ポートの流路面積を変化させることが可能な吸気調整弁と、
前記吸気調整弁により前記片方の吸気ポートの空気流量を減少させた状態で、前記2つの燃料噴射弁により燃料を噴射する噴射状態制御手段と、
を備えてなる請求項1乃至8のうち何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
An intake adjustment valve capable of changing the flow passage area of one of the intake ports;
Injection state control means for injecting fuel with the two fuel injection valves in a state where the air flow rate of the one intake port is reduced by the intake adjustment valve;
The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8, further comprising:
前記各燃料噴射弁のうち他方の燃料噴射弁においては、前記外側領域噴射量を前記中央領域噴射量よりも多く設定する構成とし、
機関負荷が高負荷に対応する所定の基準負荷よりも小さい場合に、吸気行程において、前記他方の燃料噴射弁のみから燃料を噴射し、かつ、前記一方の燃料噴射弁が配置された吸気ポートの吸気バルブを閉弁状態に保持する中低負荷時制御手段を備えてなる請求項1乃至9のうち何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
In the other fuel injection valve among the fuel injection valves, the outer region injection amount is set to be larger than the central region injection amount.
When the engine load is smaller than a predetermined reference load corresponding to a high load, in the intake stroke, fuel is injected only from the other fuel injection valve, and the intake port in which the one fuel injection valve is disposed The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 9, further comprising medium-to-low load control means for holding the intake valve in a closed state.
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