JP2987925B2 - In-cylinder direct injection spark ignition engine - Google Patents
In-cylinder direct injection spark ignition engineInfo
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は筒内直接噴射式火花点火機関に関する。The present invention relates to a direct injection type spark ignition engine.
〔従来の技術〕 シリンダ内に燃料を直線噴射するための燃料噴射弁を
備え、低負荷時には圧縮行程後半に点火栓を指向せしめ
て燃料を噴射せしめて成層燃料を行い、中・高負荷時に
は吸気行程と圧縮行程後半とにおいて燃料を噴射せしめ
て弱成層燃焼を行うようにした筒内直接噴射式火花点火
機関が開示されている(特開平2−169834号公報参
照)。[Prior art] A fuel injection valve for linearly injecting fuel into a cylinder is provided. At low load, the ignition plug is directed in the second half of the compression stroke to inject fuel to perform stratified fuel, and at medium / high load, intake air is taken. An in-cylinder direct injection spark ignition engine has been disclosed in which fuel is injected in a stroke and a latter half of a compression stroke to perform weak stratified combustion (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-169834).
しかしながらこの内燃機関では、機関冷間時において
はシリンダ内の温度、例えば燃焼室の壁温が低いため
に、シリンダ内に噴射された燃料の蒸発が悪化し、この
ため、着荷および火炎伝播に必要な混合気の形成が不十
分となり良好な着火および燃焼が得られないという問題
を生ずる。However, in this internal combustion engine, when the engine is cold, the temperature in the cylinder, for example, the wall temperature of the combustion chamber is low, so that the evaporation of the fuel injected into the cylinder deteriorates. However, the formation of a suitable air-fuel mixture is insufficient, so that good ignition and combustion cannot be obtained.
〔課題を解決するための手段〕 本発明による筒内直線噴射式火花点火機関は、シリン
ダ内に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁と点火栓と
を具備し、前記燃料噴射弁は、機関運転状態に応じた全
燃料噴射量毎に定められた燃料噴射量割合に基づき前記
点火栓回りだけに混合気を形成するための圧縮行程燃料
噴射及びシリンダ内に均質混合気を形成するための吸気
行程燃料噴射を実施する筒内直接噴射式火花点火機関に
おいて、機関冷間時には、前記燃料噴射割合を前記圧縮
行程燃料噴射における燃料噴射量を増量するように変更
することを特徴とする。[Means for Solving the Problems] An in-cylinder linear injection type spark ignition engine according to the present invention includes a fuel injection valve for directly injecting fuel into a cylinder and an ignition plug, wherein the fuel injection valve is an engine. A compression stroke fuel injection for forming an air-fuel mixture only around the spark plug and an intake air for forming a homogeneous air-fuel mixture in a cylinder based on a fuel injection amount ratio determined for every fuel injection amount according to an operation state. In a direct injection type spark ignition engine that performs stroke fuel injection, the fuel injection ratio is changed so that the fuel injection amount in the compression stroke fuel injection is increased when the engine is cold.
[作 用] 機関冷間時には、機関運転状態に応じた全燃料噴射量
毎に定められた燃料噴射量割合が、圧縮行程燃料噴射に
おける燃料噴射量を増量するように変更される。[Operation] When the engine is cold, the fuel injection ratio determined for each fuel injection amount according to the engine operating state is changed so as to increase the fuel injection amount in the compression stroke fuel injection.
第1図を参照すると、1はシリンダブロック、2はシ
リンダヘッド、3はピストン、4はシリンダ室、5は吸
気管、6は排気管を夫々示す。吸気管5にはリンクレス
スロットル弁7が配置される。このスロットル弁7はス
テップモータ8によって開閉制御せしめられ、アイドル
運転時以外および減速運転時以外においてはほぼ全開状
態とされる。燃料噴射弁9の先端はシリンダ室4まで延
び、シリンダ室4内に燃料を直接噴射することができ
る。各気筒の燃料噴射弁9は、各燃料噴射弁9に共通の
蓄圧室10に接続され、この蓄圧室10は燃料ポンプ11によ
ってほぼ一定圧力の高圧燃料で満たされている。点火栓
12はディストリビュータ13を介してイグナイタ14に接続
される。Referring to FIG. 1, 1 is a cylinder block, 2 is a cylinder head, 3 is a piston, 4 is a cylinder chamber, 5 is an intake pipe, and 6 is an exhaust pipe. A linkless throttle valve 7 is arranged in the intake pipe 5. The throttle valve 7 is controlled to be opened and closed by a step motor 8, and is almost fully opened except during idle operation and during deceleration operation. The tip of the fuel injection valve 9 extends to the cylinder chamber 4 and can directly inject fuel into the cylinder chamber 4. The fuel injection valves 9 of the respective cylinders are connected to a pressure accumulation chamber 10 common to the fuel injection valves 9, and the pressure accumulation chamber 10 is filled with a high-pressure fuel having a substantially constant pressure by a fuel pump 11. Spark plug
12 is connected to an igniter 14 via a distributor 13.
電子制御ユニット30はディジタルコンピュータからな
り、双方向性バス31によって相互に接続されたROM(リ
ードオンリメモリ)32、RAM(ランダムアクセスメモ
リ)33、CPU(マイクロプロセッサ)34、入力ポート35
および出力ポート36を具備する。機関回転数を検出する
ためのクランク角センサ25はディストリビュータ13に内
蔵され、クランク角センサ25の出力信号は入力ポート35
に入力される。機関冷却水温を検出するための水温セン
サ26はAD変換器37を介して入力ポート35に接続される。
図示しないアクセルペダルの踏込み量を検出するための
アクセル開度センサ27はAD変換器38を介して入力ポート
35に接続される。The electronic control unit 30 is composed of a digital computer, and a ROM (read only memory) 32, a RAM (random access memory) 33, a CPU (microprocessor) 34, an input port 35 interconnected by a bidirectional bus 31.
And an output port 36. The crank angle sensor 25 for detecting the engine speed is built in the distributor 13, and the output signal of the crank angle sensor 25 is supplied to the input port 35.
Is input to A water temperature sensor 26 for detecting the engine cooling water temperature is connected to an input port 35 via an AD converter 37.
An accelerator opening sensor 27 for detecting the amount of depression of an accelerator pedal (not shown) is connected to an input port via an AD converter 38.
Connected to 35.
一方、出力ポート36は各駆動回路39,40,41介して夫々
燃料噴射弁9、イグナイタ14、ステップモータ8に接続
される。On the other hand, the output port 36 is connected to the fuel injection valve 9, the igniter 14, and the step motor 8 via the respective drive circuits 39, 40, 41.
第2図には第1図の機関本体の拡大断面図を示す。第
2図を参照すると、ピストン頂部に形成された凹状燃焼
室20は、上部側の大径の浅皿部21と、浅皿部21の中央部
に形成された下部側の深皿部22との二重構造とされ、深
皿部22は浅皿部21よりも小径に形成されている。FIG. 2 is an enlarged sectional view of the engine body of FIG. Referring to FIG. 2, the concave combustion chamber 20 formed at the top of the piston includes a large-diameter shallow dish 21 on the upper side, and a lower deep dish 22 formed at the center of the shallow dish 21. The deep plate portion 22 is formed to have a smaller diameter than the shallow plate portion 21.
図示しない吸気ポートはスワールポートとなってお
り、燃料噴射弁9は多噴孔ホールノズルを有する。した
がって燃料噴射弁9は比較的貫徹力が付置くかつ広がり
角の小さい棒状の燃料を噴射する。燃料噴射弁9は、斜
め下方を指向してシリンダ室4の頂部に配置される。ま
た燃料噴射弁9の燃料噴射方向および燃料噴射時期は、
噴射燃料が燃焼室20内に指向するように決められてい
る。点火栓12は、ピストン3の上死点時に凹状燃焼室20
内に位置するように配設される。The intake port (not shown) is a swirl port, and the fuel injection valve 9 has a multi-hole hole nozzle. Therefore, the fuel injection valve 9 injects rod-shaped fuel which has a relatively large penetration force and a small spread angle. The fuel injection valve 9 is disposed at the top of the cylinder chamber 4 so as to face diagonally downward. The fuel injection direction and fuel injection timing of the fuel injection valve 9 are as follows:
It is determined that the injected fuel is directed into the combustion chamber 20. At the top dead center of the piston 3, the ignition plug 12 is
It is arranged to be located inside.
第3図には圧縮行程噴射と吸気行程噴射の制御パター
ンを示す。第3図を参照すると、横軸は機関の負荷を表
しており、第3図では負荷として燃料噴射量Qをとり、
縦軸には燃料噴射量Qをとっている。燃料噴射量QSに相
当する負荷領域までは、圧縮行程においてだけ燃料が噴
射される。圧縮行程燃料噴射量はQSまで漸次増大せしめ
られる。燃料噴射量QSにおいて、圧縮行程燃料噴射量は
QDまで急激に減少せしめられると共に吸気行程燃料噴射
量はQPまで急激に増大せしめられる。QSは中負荷付近の
燃料噴射量であり、QDとQPとの和として次式で示され
る。FIG. 3 shows a control pattern of the compression stroke injection and the intake stroke injection. Referring to FIG. 3, the horizontal axis represents the engine load. In FIG. 3, the fuel injection amount Q is taken as the load.
The vertical axis represents the fuel injection amount Q. Until the load region corresponding to the fuel injection amount Q S, the fuel only during the compression stroke is injected. Compression stroke fuel injection amount is made to gradually increase up to Q S. In the fuel injection amount Q S, the compression stroke fuel injection amount is
Intake stroke fuel injection amount with used to lower rapidly to Q D is caused to abruptly increase to Q P. Q S is the fuel injection amount near the medium load, as the sum of the Q D and Q P shown by the following equation.
QS=QD+QP ここで、QDは点火栓12により着火可能な混合気を形成し
得る最小限の圧縮行程燃料噴射量であり、QPは吸気行程
において噴射された燃料がシリンダ室4内に均質に拡散
した際に点火栓12による着火火炎が伝播可能な最小限の
吸気行程燃料噴射量である。Here Q S = Q D + Q P , Q D is the least compression stroke fuel injection amount capable of forming a ignitable mixture by the spark plugs 12, Q P is fuel cylinder chamber which is injected in the intake stroke This is the minimum intake stroke fuel injection amount that allows the ignition flame from the spark plug 12 to propagate when it is uniformly diffused into the fuel cell 4.
燃料噴射量がQSより大きくかつQHより小さい負荷領域
においては、全燃料噴射量Qを圧縮行程と吸気行程とに
分割して噴射し、圧縮行程燃料噴射量は負荷によらず一
定とし吸気行程燃料噴射量は負荷の増大に伴って増大せ
しめられる。In a load region in which the fuel injection amount is larger than Q S and smaller than Q H , the entire fuel injection amount Q is divided into a compression stroke and an intake stroke, and the fuel is injected. The stroke fuel injection amount is increased as the load increases.
燃料噴射量がQHより大きい負荷領域においては、燃料
噴射量が多いため吸気行程噴射によって形成されるシリ
ンダ室内の予混合気の濃度が着火に十分なほど濃いた
め、着火のための圧縮行程噴射をやめて、要求燃料噴射
量の全量を空気行程において噴射することとしている。
QHはシリンダ室内に燃料が均質に拡散した場合にも点火
栓により着火可能な均質混合気を形成可能な最小限吸気
行程燃料噴射量である。In the fuel injection amount Q H greater load range, because the concentration of the premixed gas in the cylinder chamber formed by the intake stroke injection for the fuel injection amount is large deep enough to ignition, the compression stroke injection for the ignition And the entire required fuel injection amount is injected in the air stroke.
Q H is minimal intake stroke fuel injection amount that can form a uniform mixture which can be ignited by a spark plug even when the fuel is homogeneously diffused in the cylinder chamber.
第4図には、第3図の燃料噴射制御パターンを負荷と
クランク角との関係で表わした図を示す。FIG. 4 is a diagram showing the fuel injection control pattern of FIG. 3 in the relationship between load and crank angle.
再び第2図を参照すると、中負荷付近QSより低い負荷
領域においては、圧縮行程後期に燃料噴射弁9から燃焼
室20に向かって要求噴射量の全量が噴射される。燃料噴
射時期は遅くされ、このため大部分の燃料は深皿部22内
に噴射される。深皿部22内壁面に付着した燃料は蒸発霧
化し、燃焼室20内に可燃域を含む濃淡のある混合気層を
形成する。この混合気層の一部が点火栓12により点火さ
れ、主に深皿部22内で良好な燃焼が完了する。Referring to FIG. 2 again, in the lower load range than the near medium load Q S, the total amount of the required injection quantity toward the combustion chamber 20 from the fuel injection valve 9 is injected in the compression stroke later. The fuel injection timing is delayed so that most of the fuel is injected into the deep dish 22. The fuel adhering to the inner wall surface of the deep dish portion 22 evaporates and atomizes, and forms a dense and mixed gas layer including a combustible region in the combustion chamber 20. A part of the air-fuel mixture layer is ignited by the ignition plug 12, and good combustion is completed mainly in the deep dish portion 22.
中負荷付近QSより高くQHより低い負荷領域において
は、第5図に示されるように、吸気行程初期(第5図
(a))に吸気行程噴射が実行され、燃料噴射弁9から
燃焼室20を指向して燃料が噴射される。燃料噴射Fは主
に浅皿部21に衝突し、その一部はシリンダ室4中に反射
し、他の一部は浅皿部21の壁面に付着し壁面からの加熱
により蒸発霧化する。これらの燃料は、吸入渦流SWおよ
び吸気流の乱れRによって吸気行程から圧縮行程に至る
間に予混合気Pが形成される(第5図(b))。この予
混合気Pの空燃比は、着火火炎が伝播できる程度の空燃
比とされる。吸入渦流SWが強い場合には、シリンダ室4
外周付近が濃く、中心付近が薄くなるような予混合気が
形成される。In a load region higher than Q S and lower than Q H near the middle load, as shown in FIG. 5, the intake stroke injection is executed at the beginning of the intake stroke (FIG. 5 (a)), Fuel is injected toward the chamber 20. The fuel injection F mainly collides with the shallow plate portion 21, a part of which is reflected into the cylinder chamber 4, and another portion adheres to the wall surface of the shallow plate portion 21 and is evaporated and atomized by heating from the wall surface. In these fuels, a premixed gas P is formed during the period from the intake stroke to the compression stroke due to the intake swirl flow SW and the turbulence R of the intake flow (FIG. 5 (b)). The air-fuel ratio of the premixed air P is set to such an extent that the ignition flame can propagate. If the suction swirl SW is strong, the cylinder chamber 4
A premixed gas is formed such that the area around the periphery is dark and the area near the center is thin.
なお、吸気行程噴射時期を早めて、ピストン3がより
上死点に近い位置にあるときに燃料を噴射すると、大部
分の燃料は深皿部22内に噴射され、大部分の燃料が深皿
部22内で予混合気化される。If the fuel is injected when the piston 3 is located closer to the top dead center when the intake stroke injection timing is advanced, most of the fuel is injected into the deep dish portion 22, and most of the fuel is injected into the deep dish portion 22. It is premixed and vaporized in the section 22.
続いて圧縮行程後期(第5図(c))に圧縮行程噴射
が実行され、大部分の燃料が深皿部22内に噴射される。
深皿部22内壁面に付着した燃料は、壁面および圧縮空気
からの加熱により気化し、渦流SWにより拡散混合し、可
燃域を含む濃淡のある不均一混合気層が形成される。こ
の混合気層の一部が点火栓12により点火され、不均一混
合気層の燃焼が進行する(第5図(d))。この燃焼に
より形成された火炎Bが深皿部22内で発達する過程で、
周辺の予混合気に伝播し、さらに逆スキッシュ流Sによ
り、深皿部22外まで燃焼を進行させる。Subsequently, compression stroke injection is performed in the latter half of the compression stroke (FIG. 5 (c)), and most of the fuel is injected into the deep dish portion 22.
The fuel adhering to the inner wall surface of the deep dish portion 22 is vaporized by heating from the wall surface and the compressed air, and is diffused and mixed by the vortex SW to form a heterogeneous mixed gas layer including a combustible region. A part of the air-fuel mixture layer is ignited by the ignition plug 12, and the combustion of the heterogeneous air-fuel mixture proceeds (FIG. 5 (d)). In the process of developing the flame B formed by this combustion in the deep dish portion 22,
Propagation to the surrounding premixed gas, and furthermore, combustion proceeds to the outside of the deep dish portion 22 by the reverse squish flow S.
なお圧縮行程噴射時期を早め、燃料を浅皿部21と深皿
部22の両方に噴射する場合には、火炎が浅皿部21と深皿
部22とに広く分布し、予混合気への火炎の伝播をより容
易にすることができる。When the compression stroke injection timing is advanced and fuel is injected into both the shallow plate portion 21 and the deep plate portion 22, the flame is widely distributed in the shallow plate portion 21 and the deep plate portion 22, and the flame is diffused into the premixed gas. Flame propagation can be made easier.
ところでこのような内燃機関では、機関冷間時におい
てはシリンダ内の温度、例えば燃焼室20の壁温が低いた
めに、シリンダ内に噴射された燃料の蒸発が悪化し、こ
のため着火および火炎伝播に必要な混合気の形成が不十
分となり、良好な着火および燃焼が得られないという問
題を生ずる。By the way, in such an internal combustion engine, when the engine is cold, the temperature in the cylinder, for example, the wall temperature of the combustion chamber 20 is low, so that the evaporation of the fuel injected into the cylinder is deteriorated. However, the formation of an air-fuel mixture necessary for the combustion becomes insufficient, so that good ignition and combustion cannot be obtained.
そこで本実施例では機関暖機前のような機関冷間時に
は圧縮行程燃料噴射量を増量せしめるようにしている。
この圧縮行程燃料噴射量の増量には、圧縮行程噴射すべ
き負荷領域の増大も含む。Therefore, in the present embodiment, the compression stroke fuel injection amount is increased when the engine is cold such as before the engine is warmed up.
The increase in the compression stroke fuel injection amount includes an increase in the load region in which the compression stroke is to be injected.
これによって着火に必要な混合気を形成することがで
き、シリンダ内が低温時であっても良好な着火を得るこ
とができる。また、発生火炎からの伝熱によって燃料の
蒸発を促進させることができ、これによって良好な燃焼
を得ることができる。This makes it possible to form an air-fuel mixture necessary for ignition, and to obtain good ignition even when the temperature in the cylinder is low. Further, the evaporation of the fuel can be promoted by the heat transfer from the generated flame, whereby good combustion can be obtained.
第6図にはシリンダ内低温時における燃料噴射パター
ンの第1の実施例を示す。通常時における燃料噴射パタ
ーン(第4図参照)と比較すると、斜線部で示すよう
に、QH以上の負荷領域においても圧縮行程噴射が実行さ
れ、QH以上の負荷領域においては圧縮行程噴射量が増量
されたことになる。圧縮行程噴射量の増量分だけ吸気行
程噴射の噴射量は減量せしめられる。なおQH以上の負荷
領域における圧縮行程燃料噴射量は、QS以上QH未満の負
荷領域の圧縮行程燃料噴射量と等しい。FIG. 6 shows a first embodiment of the fuel injection pattern when the temperature in the cylinder is low. Compared to the fuel injection pattern in the normal time (see FIG. 4), as shown by the shaded portion, also in the Q H above the load area is executed compression stroke injection, compression stroke injection amount in Q H above the load area Has been increased. The injection amount of the intake stroke injection is reduced by the increased amount of the compression stroke injection amount. Note the compression stroke fuel injection amount Q H above the load region is equal to the compression stroke fuel injection amount of the load region less than Q S or Q H.
第1の実施例の噴射パターンを実行するためのルーチ
ンを第7図に示す。このルーチンは一定クランク角毎の
割込みによって実行される。第7図を参照すると、まず
ステップ60においてアクセル踏込み量と機関回転数との
マップから全燃料噴射量Qが計算される。次いでステッ
プ61において全燃料噴射量Qと機関回転数とのマップか
ら圧縮行程燃料噴射量QCが計算される。ステップ62では
圧縮行程燃料噴射QCが0か否か、すなわち全燃料噴射量
がQH以上か否か判定される。QC≠0の場合、すなわちQ
<QHの場合には、ステップ67に進み、吸気行程燃料噴射
量QIが次式から計算され、本ルーチンを終了する。FIG. 7 shows a routine for executing the injection pattern of the first embodiment. This routine is executed by interruption every fixed crank angle. Referring to FIG. 7, first, at step 60, the total fuel injection amount Q is calculated from a map of the accelerator depression amount and the engine speed. Then the compression stroke fuel injection amount Q C from the map of the total fuel injection amount Q and the engine speed at step 61 is calculated. Step 62 In the compression stroke fuel injection Q C is 0 whether, i.e. the total fuel injection amount is determined whether or Q H. If Q C ≠ 0, ie Q
<In the case of Q H, the process proceeds to step 67, the intake stroke fuel injection amount Q I is calculated from the following equation, the routine ends.
QI=Q−QC 方、QC=0、すなわちQ≧QHの場合には、ステップ63
に進み、機関冷却水温TWが70℃以上か否か、すなわち機
関冷間時か否か判定される。TW<70℃の場合、すなわち
機関冷間時においては、ステップ66に進み圧縮行程燃料
噴射量QCが例えば5mm3とされる。すなわち、Q≧QHであ
っても機関冷却水温TW<70℃であれば、圧縮行程噴射が
実行される。次いでステップ67で吸気行程燃料噴射量QI
が計算される。Q I = Q-Q C side, Q C = 0, that is, when Q ≧ Q H, the step 63
Then, it is determined whether or not the engine cooling water temperature TW is 70 ° C. or higher, that is, whether or not the engine is cold. For TW <70 ° C., i.e. at the time of engine cold, is the compression stroke fuel injection amount Q C, for example, 5 mm 3 proceeds to step 66. That is, if there is also a engine coolant temperature TW <70 ℃ Q ≧ Q H , the compression stroke injection is performed. Next, at step 67, the intake stroke fuel injection amount Q I
Is calculated.
第8図には機関冷間時における燃料噴射パターンの第
2の実施例を示す。この実施例では、斜線で示すよう
に、機関冷間時においては、QH以上QM下の負荷領域にお
いても圧縮行程噴射が実行される。その他については第
6図に示す燃料噴射パターンと同様である。FIG. 8 shows a second embodiment of the fuel injection pattern when the engine is cold. In this embodiment, as shown by oblique lines, in the engine cold, the compression stroke injection is executed in the load region below Q H or Q M. Others are the same as the fuel injection pattern shown in FIG.
第2の実施例の噴射パターンを実行するためのルーチ
ンを第9図に示す。このルーチンは第7図に示すルーチ
ンとほぼ同様であり、同一のステップには同一のステッ
プ番号を付してその説明を省略する。ステップ70では全
燃料噴射量QがQM、例えば40mm3未満か否か判定され
る。Q<QMの場合には、ステップ63以下に進み、機関冷
間時であると判定されると圧縮行程噴射が実行される。
Q≧QMの場合には圧縮行程噴射は実行されない。FIG. 9 shows a routine for executing the injection pattern of the second embodiment. This routine is almost the same as the routine shown in FIG. 7, and the same steps are denoted by the same step numbers and description thereof is omitted. In step 70, it is determined whether the total fuel injection amount Q is less than Q M , for example, 40 mm 3 . In the case of Q <Q M, the process proceeds to step 63 below, the compression stroke injection and is determined to be the engine cold it is executed.
If Q ≧ Q M, no compression stroke injection is performed.
第10図には機関冷間時における燃料噴射パターンの第
3の実施例を示す。第6図に示す燃料噴射パターンの第
1の実施例と比較すると、斜線で示すように、圧縮行程
噴射だけが実行される負荷領域がQS以上のQNまで拡大さ
れている。FIG. 10 shows a third embodiment of the fuel injection pattern when the engine is cold. Compared to the first embodiment of the fuel injection pattern shown in FIG. 6, as indicated by hatching, load range by the compression stroke injection is performed is extended to Q S or more Q N.
第11図には第3の実施例の噴射パターンを実行するた
めのルーチンを示す。このルーチンは一定クランク角毎
の割込みによって実行される。第11図を参照すると、ま
ずステップ80においてアクセル踏込み量と機関回転数と
のマップから全燃料噴射量Qが計算される。次いでステ
ップ81において全燃料噴射量Qと機関回転数とのマップ
から圧縮行程燃料噴射量が計算される。ステップ82では
機関冷却水温TWが70℃以上か否か、すなわち機関冷間時
か否か判定される。TW<70℃の場合、すなわち機関冷間
時においては、ステップ85に進み圧縮行程燃料噴射量QC
が0か否か、すなわち全燃料噴射量がQH以上か否か判定
される。QC=0、すなわちQ≧QHの場合にはステップ88
に進み、圧縮行程燃料噴射量QCが例えば5mm3とされる。
すなわち、機関冷却水温TW<70℃であれば、Q≧QHにお
いても圧縮行程噴射が実行される。ステップ89では、吸
気行程燃料噴射量QIが次式から計算され、本ルーチンを
終了する。FIG. 11 shows a routine for executing the injection pattern of the third embodiment. This routine is executed by interruption every fixed crank angle. Referring to FIG. 11, first, at step 80, the total fuel injection amount Q is calculated from a map of the accelerator depression amount and the engine speed. Next, at step 81, the compression stroke fuel injection amount is calculated from a map of the total fuel injection amount Q and the engine speed. In step 82, it is determined whether or not the engine cooling water temperature TW is 70 ° C. or higher, that is, whether or not the engine is cold. When TW <70 ° C., that is, when the engine is cold, the routine proceeds to step 85, where the compression stroke fuel injection amount Q C
There 0 whether, i.e. the total fuel injection amount is determined whether or Q H. If Q C = 0, that is, if Q ≧ Q H , step 88
It proceeds to be the compression stroke fuel injection amount Q C, for example, 5 mm 3.
That is, if the engine coolant temperature TW <70 ° C., the compression stroke injection is executed in the Q ≧ Q H. In step 89, the intake stroke fuel injection amount Q I is calculated from the following equation, the routine ends.
QI=Q−QC 一方、ステップ85において、Qc=0でない場合、すな
わちQ<QHと判定された場合にはステップ86に進みQ<
QN(第10図参照)か否か、例えば25mm3未満か否か判定
される。Q<QNの場合ステップ87に進み、全燃料噴射量
Qが圧縮行程燃料噴射量QCとされる。Q≧QNの場合、ス
テップ81で計算されたQCがそのまま使用され、ステップ
89で吸気行程燃料噴射量QIが計算される。Meanwhile Q I = Q-Q C, in step 85, if not Qc = 0, ie Q <proceeds to step 86 if it is determined that the Q H Q <
It is determined whether Q N (see FIG. 10) or not, for example, less than 25 mm 3 . For Q <Q N proceeds to step 87, the total fuel injection amount Q is set to the compression stroke fuel injection amount Q C. For Q ≧ Q N, Q C calculated in step 81 it is used as it is, step
Intake stroke fuel injection amount Q I is calculated by 89.
一方、ステップ82において、TW≧70℃と判定された場
合、ステップ81で計算されたQCがそのまま使用される。On the other hand, in step 82, if it is determined that TW ≧ 70 ℃, Q C calculated in step 81 is used as it is.
第12図には機関冷間時における燃料噴射パターンの第
4の実施例を示す。第10図に示す燃料噴射パターンの第
3の実施例と比較すると、QNとQHの間において圧縮行程
燃料噴射量が増量せしめられている。FIG. 12 shows a fourth embodiment of the fuel injection pattern when the engine is cold. Compared to the third embodiment of the fuel injection pattern shown in FIG. 10, a compression stroke fuel injection amount between the Q N and Q H are caused to increase.
第4の実施例の噴射パターンを実行するためのルーチ
ンを第13図に示す。このルーチンは第11図に示すルーチ
ンとほぼ同様であり、同一のステップには同一のステッ
プ番号を付してその説明を省略する。ステップ86におい
てQ≧QNと判定された場合には圧縮行程燃料噴射量QCは
4mm3だけ増量せしめられる。これによって、QNとQH間に
おいて圧縮行程燃料噴射量が増量せしめられる。FIG. 13 shows a routine for executing the injection pattern of the fourth embodiment. This routine is substantially the same as the routine shown in FIG. 11, and the same steps are denoted by the same step numbers and description thereof is omitted. The compression stroke fuel injection amount Q C If it is determined that the Q ≧ Q N in step 86
Only 4mm 3 is caused to increase. Thus, the compression stroke fuel injection amount between Q N and Q H is made to increase.
なお、本実施例では1つの燃料噴射弁9によって球威
行程噴射および圧縮行程噴射を実行するようにしている
が、2つの燃料噴射弁を有し、一方の燃料噴射弁で吸気
行程噴射を実行すると共に他方の燃料噴射弁によって圧
縮行程噴射を実行するようにしてもよい。In this embodiment, one fuel injection valve 9 performs the ball stroke injection and the compression stroke injection. However, the fuel injection valve 9 has two fuel injection valves, and one fuel injection valve executes the intake stroke injection. At the same time, the compression stroke injection may be executed by the other fuel injection valve.
機関冷間時においても着火に必要な混合気を形成する
ことができるために、良好な着火および燃焼を得ること
ができる。Since the air-fuel mixture required for ignition can be formed even when the engine is cold, good ignition and combustion can be obtained.
第1図は内燃機関の全体図、第2図は機関本体の縦断面
図、第3図は圧縮行程噴射と吸気行程噴射の制御パター
ンの一例を示す線図、第4図は第3図の制御パターンを
負荷とクランク角との関係で表わした線図、第5図は燃
料噴射の状態を示す説明図、第6図は機関冷間時におけ
る燃料噴射パターンの第1の実施例を示す線図、第7図
は第1の実施例の噴射パターンを実行するためのフロー
チャート、第8図は機関冷間時における燃料噴射パター
ンの第2の実施例を示す線図、第9図は第2の実施例の
噴射パターンを実行するためのフローチャート、第10図
は機関冷間時における燃料噴射パターンの第3の実施例
を示す線図、第11図は第3の実施例の噴射パターンを実
行するためのフローチャート、第12図は機関冷間時にお
ける燃料噴射パターンの第4の実施例を示す線図、第13
図は第4の実施例の噴射パターンを実行するためのフロ
ーチャートである。 4……シリンダ室、9……燃料噴射弁、 12……点火栓、26……水温センサ。1 is an overall view of an internal combustion engine, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an engine body, FIG. 3 is a diagram showing an example of a control pattern of compression stroke injection and intake stroke injection, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing a control pattern as a relationship between load and crank angle, FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state of fuel injection, and FIG. 6 is a diagram showing a first embodiment of a fuel injection pattern when the engine is cold. FIG. 7, FIG. 7 is a flowchart for executing the injection pattern of the first embodiment, FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment of the fuel injection pattern when the engine is cold, and FIG. FIG. 10 is a flow chart for executing the injection pattern of the third embodiment, FIG. 10 is a diagram showing a third embodiment of the fuel injection pattern when the engine is cold, and FIG. 11 is an execution of the injection pattern of the third embodiment. FIG. 12 shows a fuel injection pattern when the engine is cold. Diagram showing a fourth embodiment of the thirteenth
FIG. 11 is a flowchart for executing the injection pattern of the fourth embodiment. 4 ... cylinder chamber, 9 ... fuel injection valve, 12 ... spark plug, 26 ... water temperature sensor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/04 330 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F02D 41/04 330
Claims (1)
料噴射弁と点火栓とを具備し、前記燃料噴射弁は、機関
運転状態に応じた全燃料噴射量毎に定められた燃料噴射
量割合に基づき前記点火栓回りだけに混合気を形成する
ための圧縮行程燃料噴射及びシリンダ内に均質混合気を
形成するための吸気行程燃料噴射を実施する筒内直接噴
射式火花点火機関において、機関冷間時には、前記燃料
噴射割合を前記圧縮行程燃料噴射における燃料噴射量を
増量するように変更することを特徴とする筒内直接噴射
式火花点火機関。1. A fuel injection valve for directly injecting fuel into a cylinder and an ignition plug, wherein the fuel injection valve has a fuel injection amount determined for every fuel injection amount according to an engine operating state. In a direct injection type spark ignition engine that performs a compression stroke fuel injection for forming a mixture only around the spark plug and an intake stroke fuel injection for forming a homogeneous mixture in a cylinder based on the ratio, An in-cylinder direct injection spark ignition engine, wherein the fuel injection ratio is changed to increase the fuel injection amount in the compression stroke fuel injection during a cold period.
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-
1990
- 1990-11-20 JP JP2312797A patent/JP2987925B2/en not_active Expired - Lifetime
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