JP3006126B2 - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents
Fuel injection control device for internal combustion engineInfo
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射制御
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】排気ポート側のシリンダヘッド内壁面上
または排気ポート側のピストン頂面上に凹溝を形成し、
この凹溝内に臨む第1の燃料噴射弁および第1の点火栓
をシリンダヘッド内壁面上に配置し、吸気通路内に第2
の燃料噴射弁を配置すると共にシリンダヘッド内壁面の
中心部に第2の点火栓を配置し、暖機完了後の機関低負
荷運転時には吸気行程から圧縮行程の間において第1燃
料噴射弁から上述の凹溝内に燃料を噴射して第1点火栓
周りに混合気が集まるように燃焼室内を成層化し、暖機
完了後の機関高負荷運転時には上述の機関低負荷運転時
における第1燃料噴射弁からの燃料噴射時期よりも早い
吸気行程中に第2燃料噴射弁から吸気通路内に燃料を噴
射すると共にその後吸気行程から圧縮行程の間において
第1燃料噴射弁から凹溝内に燃料を噴射して燃焼室内に
均一混合気を形成するようにした4サイクル内燃機関が
公知である(特開昭61−250354号公報参照)。この4サ
イクル内燃機関では機関始動時において、上述の機関高
負荷運転時と同様に第2燃料噴射弁から吸気通路内に向
けた燃料噴射および第1燃料噴射弁から凹溝内に向けた
燃料噴射を行って燃焼室内に均一混合気を形成するよう
にしている。このように機関始動時には燃焼室内全体の
空気を燃焼に利用することにより多量の燃料を噴射して
機関出力を高め、斯くして機関回転数が急速に上昇する
ようにしている。2. Description of the Related Art A concave groove is formed on the inner wall surface of a cylinder head on the exhaust port side or on the top surface of a piston on the exhaust port side.
A first fuel injection valve and a first spark plug facing the concave groove are disposed on the inner wall surface of the cylinder head, and a second fuel injection valve and a second spark plug are disposed in the intake passage.
And a second ignition plug is disposed at the center of the inner wall surface of the cylinder head. During low engine load operation after completion of warm-up, the first fuel injection valve is disposed between the intake stroke and the compression stroke. The combustion chamber is stratified so that the air-fuel mixture gathers around the first ignition plug by injecting the fuel into the groove of the first fuel injection valve. Fuel is injected into the intake passage from the second fuel injection valve during an intake stroke earlier than the fuel injection timing from the valve, and thereafter fuel is injected into the concave groove from the first fuel injection valve during the intake stroke and the compression stroke. There is known a four-cycle internal combustion engine in which a uniform air-fuel mixture is formed in a combustion chamber (see JP-A-61-250354). In this four-cycle internal combustion engine, at the time of engine startup, fuel injection from the second fuel injection valve into the intake passage and fuel injection from the first fuel injection valve into the concave groove, as in the case of the above-described high engine load operation. To form a uniform mixture in the combustion chamber. As described above, when the engine is started, a large amount of fuel is injected by using the air in the entire combustion chamber for combustion to increase the engine output, and thus the engine speed is rapidly increased.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うに機関始動時に燃焼室内全体に均一混合気を形成しよ
うとしても、実際には機関始動時の初期には機関温度が
特に低いために燃料噴射弁から噴射された燃料が良好に
霧化されにくく、その結果燃焼室内には良好な均一混合
気が形成されずに液状の燃料が局在しやすい。特に、こ
のように機関温度が低い機関始動時において良好な着火
性を確保するためにリッチな均一混合気を燃焼室内に形
成しようとすると燃焼室内には更に多量の液状の燃料が
局在することとなる。これらの液状の燃料は燃焼室内の
空気の流れなどにより燃焼室内を方々に移動し、その結
果点火栓が液状の燃料をかぶって点火栓のくすぶりが発
生したり、或いは液状の燃料がシリンダボア内周壁面上
に付着することによりシリンダボア内周壁面とピストン
外周壁面間の潤滑油が希釈されるといった問題が生ず
る。また、このように燃焼室内に局在する燃料は良好に
燃焼されず、その結果多量の未然HCガスが発生すると
いう問題も生ずる。However, even if an attempt is made to form a uniform air-fuel mixture throughout the combustion chamber when the engine is started as described above, the fuel injection valve is actually actually low at the beginning of the engine start because the engine temperature is particularly low. The fuel injected from the fuel is not easily atomized, and as a result, a good homogeneous mixture is not formed in the combustion chamber, and the liquid fuel is likely to be localized. In particular, when attempting to form a rich homogeneous mixture in the combustion chamber in order to ensure good ignitability at the time of starting the engine at such a low engine temperature, a larger amount of liquid fuel is localized in the combustion chamber. Becomes These liquid fuels move around the combustion chamber due to the flow of air in the combustion chamber and the like, and as a result, the ignition plug is covered with the liquid fuel to cause smoldering of the ignition plug, or the liquid fuel is transferred to the inner periphery of the cylinder bore. The adhesion on the wall surface causes a problem that the lubricating oil between the inner peripheral wall surface of the cylinder bore and the outer peripheral wall surface of the piston is diluted. In addition, the fuel localized in the combustion chamber is not satisfactorily burned, and as a result, a large amount of HC gas is generated.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明によれば、燃焼室内に配置された燃料噴射
弁から噴射された燃料によって点火栓周りに混合気が集
まるように燃焼室内を成層化しうると共に、燃焼室内ま
たは給気通路内に配置された燃料噴射弁からの燃料噴射
開始時期を燃焼室内を成層化する場合よりも早めて燃焼
室内に均一混合気を形成しうる内燃機関において、機関
始動時において機関回転数が予め定められた回転数より
も低いときには燃焼室内を成層化し、機関回転数が予め
定められた回転数よりも高くなったことを検出したら燃
焼室内に均一混合気を形成するようにした内燃機関の燃
料噴射制御装置が提供される。According to the present invention, a fuel is injected from a fuel injection valve disposed in a combustion chamber so that an air-fuel mixture is collected around an ignition plug. Internal combustion that can stratify the interior of the combustion chamber and form a uniform air-fuel mixture in the combustion chamber earlier than when stratifying the interior of the combustion chamber at the time of starting fuel injection from a fuel injection valve disposed in the combustion chamber or in the supply passage. In the engine, when the engine speed is lower than a predetermined speed at the time of engine start, the combustion chamber is stratified, and when it is detected that the engine speed becomes higher than the predetermined speed, the combustion chamber is uniformly strung. Provided is a fuel injection control device for an internal combustion engine that forms an air-fuel mixture.
【0005】[0005]
【作用】機関始動時において機関回転数が予め定められ
た回転数よりも低いときには燃焼室内に配置された燃料
噴射弁から噴射された燃料によって点火栓周りに混合気
が集まるように燃焼室内が成層され、機関回転数が予め
定められた回転数よりも高くなったことを検出したら燃
焼室内または給気通路内に配置された燃料噴射弁からの
燃料噴射開始時期が成層化する場合よりも早められて燃
焼室内に均一混合気が形成される。When the engine speed is lower than a predetermined speed when the engine is started, the combustion chamber is stratified so that a fuel-air mixture is gathered around the spark plug by fuel injected from a fuel injection valve disposed in the combustion chamber. When it is detected that the engine speed has become higher than a predetermined speed, the fuel injection start timing from the fuel injection valve arranged in the combustion chamber or the supply passage is advanced earlier than in the case of stratification. As a result, a uniform mixture is formed in the combustion chamber.
【0006】[0006]
【実施例】図4から図7に本発明を筒内噴射式2サイク
ル内燃機関に適用した場合を示す。図4から図7を参照
すると、1はシリンダブロック、2はシリンダブロック
1内で往復動するピストン、3はシリンダブロック1上
に固定されたシリンダヘッド、4はシリンダヘッド3の
内壁面3aとピストン2の頂面間に形成された燃焼室を
夫々示す。シリンダヘッド内壁面3a上には凹溝5が形
成され、この凹溝5の底壁面をなすシリンダヘッド内壁
面部分3b上に一対の給気弁6が配置される。一方、凹
溝5を除くシリンダヘッド内壁面部分3cは傾斜したほ
ぼ平坦をなし、このシリンダヘッド内壁面部分3c上に
一対の排気弁7が配置される。シリンダヘッド内壁面部
分3bとシリンダヘッド内壁面部分3cは凹溝5の周壁
8を介して互いに接続されている。4 to 7 show a case where the present invention is applied to a direct injection two-cycle internal combustion engine. 4 to 7, reference numeral 1 denotes a cylinder block, 2 denotes a piston reciprocating in the cylinder block 1, 3 denotes a cylinder head fixed on the cylinder block 1, 4 denotes an inner wall 3a of the cylinder head 3 and the piston. 2 shows a combustion chamber formed between the top surfaces of the two. A concave groove 5 is formed on the cylinder head inner wall surface 3a, and a pair of air supply valves 6 are arranged on the cylinder head inner wall surface portion 3b that forms the bottom wall surface of the concave groove 5. On the other hand, the cylinder head inner wall surface portion 3c excluding the concave groove 5 is inclined and substantially flat, and a pair of exhaust valves 7 is disposed on the cylinder head inner wall surface portion 3c. The cylinder head inner wall surface portion 3b and the cylinder head inner wall surface portion 3c are connected to each other via the peripheral wall 8 of the concave groove 5.
【0007】この凹溝周壁8は図5に示されるように給
気弁6の周縁部に極めて近接配置されかつ給気弁6の周
縁部に沿って円弧状に延びる一対のマスク壁8aと、給
気弁6間に位置する新気ガイド壁8bと、シリンダヘッ
ド内壁面3aの周壁と給気弁6間に位置する一対の新気
ガイド壁8cとにより構成される。各マスク壁8aは最
大リフト位置にある給気弁6よりも下方まで燃焼室4に
向けて延びており、従って排気弁7側に位置する給気弁
6周縁部と弁座9間の開口は給気弁6の開弁期間全体に
亙ってマスク壁8aにより閉鎖されることになる。As shown in FIG. 5, the peripheral wall 8 of the concave groove is disposed very close to the peripheral edge of the air supply valve 6 and extends in a circular arc along the peripheral edge of the air supply valve 6; It comprises a fresh air guide wall 8b located between the air supply valves 6, and a pair of fresh air guide walls 8c located between the peripheral wall of the cylinder head inner wall surface 3a and the air supply valve 6. Each mask wall 8a extends toward the combustion chamber 4 below the intake valve 6 at the maximum lift position, so that the opening between the peripheral portion of the intake valve 6 located on the exhaust valve 7 side and the valve seat 9 is formed. The air supply valve 6 is closed by the mask wall 8a throughout the opening period of the air supply valve 6.
【0008】また、点火栓10はシリンダヘッド内壁面3
aのほぼ中心に位置するようにシリンダヘッド内壁面部
分3c上に配置されている。一方、排気弁7に対しては
排気弁7と弁座11間の開口を覆うマスク壁が設けられて
おらず、従って排気弁7が開弁すると排気弁7と弁座11
間に形成される開口はその全体が燃焼室4内に開口する
ことになる。The ignition plug 10 is provided on the inner wall 3 of the cylinder head.
It is arranged on the cylinder head inner wall surface portion 3c so as to be located substantially at the center of the cylinder head a. On the other hand, the exhaust valve 7 is not provided with a mask wall that covers the opening between the exhaust valve 7 and the valve seat 11, so that when the exhaust valve 7 is opened, the exhaust valve 7 and the valve seat 11
The entire opening formed between the openings opens into the combustion chamber 4.
【0009】シリンダヘッド3内には給気弁6に対して
給気ポート12が形成され、排気弁7に対して排気ポート
13が形成される。また、一対の給気弁6近傍のシリンダ
ヘッド内壁面3aの周縁部には第1の燃料噴射弁14aと
第2の燃料噴射弁14bが夫々配置される。これら第1燃
料噴射弁14aと第2燃料噴射弁14bとは互いに平行をな
してシリンダヘッド3に取付けられる。図8、図11およ
び図13に示されるように第1燃料噴射弁14aおよび第2
燃料噴射弁14bからは夫々燃料が点火栓10下方の燃焼室
4内に向けて噴射される。なお、本実施例における第1
燃料噴射弁14aおよび第2燃料噴射弁14bは夫々図示し
ないソレノイドにより電磁的に開閉制御される。In the cylinder head 3, an air supply port 12 is formed for the air supply valve 6, and an exhaust port is formed for the exhaust valve 7.
13 is formed. In addition, a first fuel injection valve 14a and a second fuel injection valve 14b are arranged on the peripheral portion of the cylinder head inner wall surface 3a near the pair of supply valves 6, respectively. The first fuel injection valve 14a and the second fuel injection valve 14b are attached to the cylinder head 3 in parallel with each other. As shown in FIGS. 8, 11 and 13, the first fuel injection valve 14a and the second
Fuel is injected from the fuel injection valves 14b into the combustion chamber 4 below the ignition plug 10, respectively. The first embodiment of the present invention
The fuel injection valve 14a and the second fuel injection valve 14b are each electromagnetically controlled to open and close by a solenoid (not shown).
【0010】図6および図7に示されるようにピストン
2の頂面上には点火栓10の下方から第2燃料噴射弁14b
の先端部の下方まで延びる凹溝15が形成される。図6お
よび図7に示される実施例ではこの凹溝15は点火栓10と
第2燃料噴射弁14bのノズル口20とを含む垂直平面K−
Kに対して対称なほぼ球面状をなす。また、ピストン2
の頂面の中心部には凹溝15よりも曲率半径の小さな球面
状をなす凹所16が形成される。この凹所16も垂直平面K
−K上に形成されており、この凹所16は凹溝15の凹状内
壁面の上方部に開口している。図7に示すように、ピス
トン2が上死点に達すると点火栓10が凹所16内に侵入す
る。一方、凹所16に関して第1燃料噴射弁14aおよび第
2燃料噴射弁14bと反対側のピストン2の頂面部分2a
は傾斜したほぼ平坦面から形成され、図7に示すように
ピストン2が上死点に達するとシリンダヘッド内壁面部
分3cとピストン頂面部分2a間にはスキッシュエリア
17が形成される。As shown in FIGS. 6 and 7, a second fuel injection valve 14b is provided on the top surface of the piston 2 from below the spark plug 10.
A concave groove 15 is formed to extend to below the front end portion. In the embodiment shown in FIGS. 6 and 7, this groove 15 is a vertical plane K- including the spark plug 10 and the nozzle port 20 of the second fuel injection valve 14b.
It has a substantially spherical shape symmetric with respect to K. Also, piston 2
A concave portion 16 having a spherical shape with a smaller radius of curvature than that of the concave groove 15 is formed at the center of the top surface. This recess 16 also has a vertical plane K
−K, and the recess 16 is opened above the concave inner wall surface of the groove 15. As shown in FIG. 7, when the piston 2 reaches the top dead center, the ignition plug 10 enters the recess 16. On the other hand, the top surface portion 2a of the piston 2 on the opposite side of the recess 16 from the first fuel injection valve 14a and the second fuel injection valve 14b.
Is formed from an inclined substantially flat surface, and as shown in FIG. 7, when the piston 2 reaches the top dead center, a squish area is provided between the cylinder head inner wall surface portion 3c and the piston top surface portion 2a.
17 is formed.
【0011】図4に示されるように給気ポート12は対応
する給気枝管22を介してサージタンク23に連結される。
サージタンク23は給気ダクト24を介して機関駆動の機械
式過給機25の吐出側に連結され、機械式過給機25の吸込
側は給気ダクト26に連結される。給気ダクト26はエアフ
ローメータ27を介してエアクリーナ28に連結され、給気
ダクト26内にはスロットル弁29が配置される。また、ス
ロットル弁29上流の給気ダクト26からバイパス通路31が
分岐され、このバイパス通路31がスロットル弁29と機械
式過給機25間の給気ダクト26に連結される。このバイパ
ス通路31内にはバイパス通路31内を流れる空気量を制御
するためのバイパス制御弁32が配置される。このバイパ
ス制御弁32は例えばステップモータにより駆動され、こ
のステップモータは電子制御ユニット40の出力信号によ
り制御される。As shown in FIG. 4, the air supply port 12 is connected to a surge tank 23 via a corresponding air supply branch 22.
The surge tank 23 is connected to the discharge side of an engine-driven mechanical supercharger 25 via an air supply duct 24, and the suction side of the mechanical supercharger 25 is connected to an air supply duct 26. The air supply duct 26 is connected to an air cleaner 28 via an air flow meter 27, and a throttle valve 29 is disposed in the air supply duct 26. Further, a bypass passage 31 is branched from the air supply duct 26 upstream of the throttle valve 29, and the bypass passage 31 is connected to the air supply duct 26 between the throttle valve 29 and the mechanical supercharger 25. In the bypass passage 31, a bypass control valve 32 for controlling the amount of air flowing in the bypass passage 31 is arranged. The bypass control valve 32 is driven by, for example, a step motor, and the step motor is controlled by an output signal of the electronic control unit 40.
【0012】電子制御ユニット40はディジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス41によって相互に接続され
たROM(リードオンリメモリ) 42、RAM(ランダムアクセス
メモリ) 43、CPU(マイクロプロセッサ) 44、バックアッ
プRAM 45、入力ポート46および出力ポート47を具備す
る。エアフローメータ27は吸入空気量Qに比例した出力
電圧を発生し、この出力電圧がAD変換器48を介して入
力ポート46に入力される。またシリンダブロック1には
機関冷却水温TWに比例した出力電圧を発生する水温セ
ンサ35が取り付けられ、この水温センサ35の出力電圧は
AD変換器49を介して入力ポート46に入力される。更に
入力ポート46には機関回転数Nを表わす出力信号を発生
する回転数センサ36が接続される。一方、出力ポート47
は各駆動回路51を介して第1燃料噴射弁14aおよび第2
燃料噴射弁14bに接続される。更に出力ポート47は対応
する駆動回路52, 53を介して夫々点火栓10およびバイパ
ス制御弁32に接続される。The electronic control unit 40 is composed of a digital computer, and a ROM (read only memory) 42, a RAM (random access memory) 43, a CPU (microprocessor) 44, and a backup RAM 45 interconnected by a bidirectional bus 41. , An input port 46 and an output port 47. The air flow meter 27 generates an output voltage proportional to the intake air amount Q, and this output voltage is input to an input port 46 via an AD converter 48. A water temperature sensor 35 that generates an output voltage proportional to the engine cooling water temperature TW is attached to the cylinder block 1, and the output voltage of the water temperature sensor 35 is input to an input port 46 via an AD converter 49. Further, the input port 46 is connected to a rotation speed sensor 36 that generates an output signal indicating the engine rotation speed N. On the other hand, output port 47
Represents the first fuel injection valve 14a and the second
It is connected to the fuel injection valve 14b. Further, the output port 47 is connected to the ignition plug 10 and the bypass control valve 32 via corresponding drive circuits 52 and 53, respectively.
【0013】図9に示されるように図4から図8に示す
実施例では排気弁7が給気弁6よりも先に開弁し、排気
弁7が給気弁6よりも先に閉弁する。また図4から図8
に示す実施例では、点火栓10周りに混合気が集まるよう
に燃焼室4内を成層化する場合には第2燃料噴射弁14b
のみから燃料噴射が行われ、燃焼室4内に均一混合気を
形成する場合には第1燃料噴射弁14aのみから燃料噴射
が行われる。図9においてIt は燃焼室4内を成層化す
る場合における第2燃料噴射弁14bからの燃料噴射時期
の一例を示しており、Ih は燃焼室4内に均一混合気を
形成する場合における第1燃料噴射弁14aからの燃料噴
射時期の一例を示している。図9に示されるように燃焼
室4内を成層化する場合における第2燃料噴射弁14bか
らの燃料噴射It は圧縮行程末期において行われ、燃焼
室4内に均一混合気を形成する場合における第1燃料噴
射弁14aからの燃料噴射Ih は排気弁7が閉弁する頃に
開始される。As shown in FIG. 9, in the embodiment shown in FIGS. 4 to 8, the exhaust valve 7 opens before the air supply valve 6, and the exhaust valve 7 closes before the air supply valve 6. I do. 4 to 8
In the embodiment shown in FIG. 2, when stratifying the inside of the combustion chamber 4 so that the air-fuel mixture gathers around the ignition plug 10, the second fuel injection valve 14b
Fuel injection is performed only from the first fuel injection valve 14a, and when a uniform mixture is formed in the combustion chamber 4, fuel injection is performed only from the first fuel injection valve 14a. In Figure 9 I t shows an example of a fuel injection timing of the second fuel injection valve 14b in the case of stratified combustion chamber 4, in a case I h is to form a homogeneous mixture in the combustion chamber 4 An example of the fuel injection timing from the first fuel injection valve 14a is shown. The fuel injection I t from the second fuel injection valve 14b in the case of stratified combustion chamber 4 as shown in FIG. 9 performed in the end of the compression stroke, in the case of forming a homogeneous mixture in the combustion chamber 4 the fuel injection I h from the first fuel injection valve 14a is started by the time the exhaust valve 7 is closed.
【0014】図3は機関始動完了後の運転状態におい
て、点火栓10周りに混合気が集まるように燃焼室4内を
成層化する機関運転領域Tと燃焼室4内に均一混合気を
形成する機関運転領域Hとを示している。図3に示され
るように図4から図8に示す実施例では機関始動完了後
において燃焼室4内を成層化して燃焼を行わせるか、又
は燃焼室4内に均一混合気を形成して燃焼を行わせるか
が、機関負荷Q/Nと機関回転数Nから決定される。図
3から機関始動完了後において機関低負荷運転時には燃
焼室4内が成層化され、機関高負荷運転時には燃焼室4
内に均一混合気が形成されることがわかる。なお図3に
示す関係は予めROM42内に記憶されている。FIG. 3 shows an engine operating region T in which the combustion chamber 4 is stratified so that the air-fuel mixture gathers around the ignition plug 10 in the operation state after the completion of the engine start, and a uniform air-fuel mixture is formed in the combustion chamber 4. An engine operation region H is shown. As shown in FIG. 3, in the embodiment shown in FIGS. 4 to 8, after the start of the engine is completed, the combustion is performed by stratifying the inside of the combustion chamber 4, or a uniform mixture is formed in the combustion chamber 4 for combustion. Is determined from the engine load Q / N and the engine speed N. 3, the combustion chamber 4 is stratified at the time of low engine load operation after completion of the engine start, and the combustion chamber 4 at the time of high engine load operation.
It can be seen that a uniform air-fuel mixture is formed therein. The relationship shown in FIG. 3 is stored in the ROM 42 in advance.
【0015】次に、図10から図13を参照して機関始動完
了後の運転状態において燃焼室4内を成層化する場合に
おける作動、即ち図3に示す成層燃焼運転領域Tにおけ
る作動、および燃焼室4内に均一混合気を形成する場合
における作動、即ち図3に示す均一燃焼運転領域Hにお
ける作動について説明する。Next, referring to FIG. 10 to FIG. 13, the operation in the case where the inside of the combustion chamber 4 is stratified in the operation state after the completion of the engine start, that is, the operation in the stratified combustion operation region T shown in FIG. The operation in the case of forming a uniform mixture in the chamber 4, that is, the operation in the uniform combustion operation region H shown in FIG. 3 will be described.
【0016】図10に示すように給気弁6および排気弁7
が開弁すると給気弁6を介して燃焼室4内に空気が流入
する。このとき、排気弁7側の給気弁6の開口はマスク
壁8aによって覆われているので空気はマスク壁8aと
反対側の給気弁6の開口から燃焼室4内に流入する。こ
の空気は矢印Wで示すように給気弁6下方のシリンダボ
ア内壁面に沿い下降し、次いでピストン2の頂面に沿い
進んで排気弁7下方のシリンダボア内壁面に沿い上昇
し、斯くして空気は燃焼室4内をループ状に流れること
になる。このループ状に流れる空気Wによって燃焼室4
内の既燃ガスが排気弁7を介して排出され、更にこのル
ープ状に流れる空気Wによって燃焼室4内には垂直面内
で旋回する旋回流Xが発生せしめられる。次いでピスト
ン2が下死点BDCを過ぎて上昇を開始し、排気弁7が
閉弁すると第1燃料噴射弁14aまたは第2燃料噴射弁14
bからの燃料噴射が行われる。As shown in FIG. 10, the supply valve 6 and the exhaust valve 7
Is opened, air flows into the combustion chamber 4 via the air supply valve 6. At this time, since the opening of the air supply valve 6 on the exhaust valve 7 side is covered by the mask wall 8a, the air flows into the combustion chamber 4 from the opening of the air supply valve 6 on the side opposite to the mask wall 8a. This air descends along the inner wall surface of the cylinder bore below the air supply valve 6 as indicated by the arrow W, and then travels along the top surface of the piston 2 and rises along the inner wall surface of the cylinder bore below the exhaust valve 7, and Will flow in a loop in the combustion chamber 4. The air W flowing in the loop shape causes the combustion chamber 4
The burned gas inside is exhausted through the exhaust valve 7, and the swirling flow X swirling in a vertical plane is generated in the combustion chamber 4 by the air W flowing in the loop. Next, when the piston 2 starts rising after passing through the bottom dead center BDC and the exhaust valve 7 closes, the first fuel injection valve 14a or the second fuel injection valve 14
The fuel injection from b is performed.
【0017】図11および図12は機関始動完了後において
燃焼室4内を成層化する運転領域T(図3参照)、即ち
機関低負荷運転時を示しており、図13は機関始動完了後
において燃焼室4内に均一混合気を形成する運転領域H
(図3参照)、即ち機関高負荷運転時を示している。FIGS. 11 and 12 show an operation region T (see FIG. 3) in which the inside of the combustion chamber 4 is stratified after the completion of the start of the engine, that is, at the time of engine low load operation, and FIG. Operating region H in which a uniform mixture is formed in combustion chamber 4
3 (see FIG. 3), that is, during high engine load operation.
【0018】機関始動完了後において燃焼室4内を成層
化する運転領域T、即ち機関低負荷運転時には第2燃料
噴射弁14bからの燃料噴射が図9のIt で示されるよう
に圧縮行程の末期に行われる。このときの燃料噴射の様
子が図11に示されている。即ち、圧縮行程末期になると
図11に示す如く第2燃料噴射弁14bから凹溝15の凹状内
壁面に向けて燃料が噴射される。本実施例ではこの第2
燃料噴射弁14bからの噴射燃料Fb の噴霧は図11および
図8に示されるように例えば円錐状をなしており、この
噴射燃料Fb の噴射軸線Zb は図6に示す垂直平面K−
K内に位置している。また図11に示されるように噴射軸
線Zbに沿う噴射燃料は鋭角θをなして斜めに凹溝15の
凹状内壁面上に衝突する。このように噴射燃料が凹溝15
の凹状内壁面上に斜めに衝突すると、衝突した燃料は図
12においてGで示されるように慣性力によって凹溝15の
凹状内壁面に沿い気化しつつ点火栓10の下方に進み、次
いで凹所16内に送り込まれる。機関低負荷運転時には噴
射量が少いがこのとき大部分の噴射燃料が点火栓10の下
方に運ばれるので点火栓10の周りには着火可能な混合気
Gが形成されることになる。即ち、機関低負荷運転時に
は混合気Gの周りは空気と残留既燃ガスで満たされてい
る。このように燃料噴射量が少くても混合気は燃焼室4
内全体に広がって極度に稀薄な混合気となることがな
く、燃焼室4内の一部の領域内に集まっているので、即
ち燃焼室4内が成層化されるので良好な着火およびそれ
に続く良好な燃焼が得られることになる。The operating range T for stratified combustion chamber 4 after the completion of engine startup, i.e. low engine load during operation fuel injection from the second fuel injection valve 14b of the compression stroke as shown by I t in FIG. 9 It takes place at the end. The state of fuel injection at this time is shown in FIG. That is, at the end of the compression stroke, fuel is injected from the second fuel injection valve 14b toward the concave inner wall surface of the concave groove 15 as shown in FIG. In this embodiment, the second
The spray of the injected fuel F b from the fuel injection valve 14b is for example with a conical shape as shown in FIGS. 11 and 8, the injection axis Z b of the injected fuel F b is the vertical plane shown in FIG. 6 K-
It is located in K. The injected fuel along the injection axis Z b, as shown in FIG. 11 impinges on the concave inner wall of the groove 15 obliquely at an acute angle theta. In this way, the injected fuel is
Obliquely collides with the concave inner wall surface of
As shown by G in FIG. 12, the gas is vaporized along the concave inner wall surface of the concave groove 15 by inertia and proceeds below the ignition plug 10, and is then sent into the concave portion 16. At the time of engine low load operation, the injection amount is small, but at this time most of the injected fuel is carried below the spark plug 10, so that an ignitable mixture G is formed around the spark plug 10. That is, at the time of engine low load operation, the surroundings of the air-fuel mixture G are filled with air and residual burned gas. Thus, even if the fuel injection amount is small, the air-fuel mixture is not
Since the mixture does not spread over the entire interior and becomes an extremely lean mixture, and is concentrated in a part of the region inside the combustion chamber 4, that is, the inside of the combustion chamber 4 is stratified, so that good ignition and subsequent Good combustion will be obtained.
【0019】また、図10に示されるように燃焼室4内に
発生した旋回流Xはピストン2が上昇するにつれて減衰
しつつ旋回半径が次第に小さくなり、ピストン2が上死
点に近づくと図11に示されるように凹溝15の凹状内壁面
に沿う旋回流Xとなる。噴射燃料Fb はこの旋回流Xに
よっても点火栓10の下方に向かう力で与えられる。ま
た、ピストン2が更に上死点に近づくと図12において矢
印Sで示すようにスキッシュエリア17からスキッシュ流
が噴出し、このスキッシュ流Sも凹溝15の凹状内壁面に
沿って進む。従って噴射燃料Fb はこのスキッシュ流S
によっても点火栓10の下方に向かう力が与えられる。ま
た、凹溝15の凹状内壁面に沿い点火栓10の下方に向かう
燃料は旋回流Xおよびスキッシュ流Sによって気化せし
められ、斯くして点火栓10の周りには十分に気化した可
燃混合気Gが集まることになる。斯くして噴射量が少な
い機関低負荷運転時であっても良好な着火と、それに続
く良好な燃焼が得られることになる。別の見方をすれ
ば、噴射燃料が燃焼室4内全体に拡散せずに点火栓10の
周りに可燃混合気Gが集められるので、燃料噴射量を低
減させることができ、従って燃料消費率を向上させるこ
とができる。Further, as shown in FIG. 10, the swirling flow X generated in the combustion chamber 4 is attenuated as the piston 2 rises, and the turning radius gradually decreases while decreasing, and as the piston 2 approaches the top dead center, the swirling flow X as shown in FIG. As shown in FIG. 7, a swirling flow X along the concave inner wall surface of the concave groove 15 is obtained. The injected fuel Fb is also given by this swirling flow X with a force directed downward of the ignition plug 10. When the piston 2 further approaches the top dead center, a squish flow spouts from the squish area 17 as indicated by an arrow S in FIG. 12, and the squish flow S also advances along the concave inner wall surface of the groove 15. Thus the injected fuel F b the squish flow S
This also applies a downward force to the spark plug 10. Further, the fuel flowing down the spark plug 10 along the concave inner wall surface of the concave groove 15 is vaporized by the swirling flow X and the squish flow S, and thus the fully vaporized combustible mixture G around the spark plug 10 Will gather. Thus, even during low engine load operation with a small injection amount, good ignition and subsequent good combustion can be obtained. From another point of view, since the combustible mixture G is collected around the ignition plug 10 without diffusing the injected fuel throughout the combustion chamber 4, the fuel injection amount can be reduced, and the fuel consumption rate can be reduced. Can be improved.
【0020】一方、図3に示される機関始動完了後にお
いて燃焼室4内に均一混合気を形成する運転領域H、即
ち機関高負荷運転時には第1燃料噴射弁14aからの燃料
噴射が図9のIh で示されるように排気弁7が閉弁する
直前、或いは排気弁7が閉弁した後から開始される。こ
のときの燃料噴射の様子が図13に示されている。即ち、
このときには図13に示されるようにピストン2の位置が
低いときに第1燃料噴射弁14aからの燃料噴射Ih が行
われるので、噴射燃料Fa はピストン2の頂面全体に向
かう。なお図13および図8に示されるように噴射燃料F
a の噴射軸線Z a は点火栓10の下方に向けられている。
この噴射燃料Fa はピストン2頂面の広い範囲に亘って
衝突せしめられ、このときピストン2は噴射燃料Fa に
よって冷却され、噴射燃料Fa はピストン2から熱を受
けるために噴射燃料Fa の気化が促進されることにな
る。また、このとき燃焼室4内には図10に示すような旋
回流Xが発生しているので噴射燃料Fa と空気とが良好
にミキシングされ、また噴射時期が早いために噴射燃料
Fa に対して燃料が気化するのに十分な時間が与えられ
る。従って点火栓10による点火が行われる以前に燃焼室
4内全体に均一の混合気が形成され、斯くして所要の機
関高出力を得ることができる。なお、上述のように燃料
噴射Ih は排気弁7が閉弁する前後において行われるの
で、噴射燃料F a が排気弁7を介して排気ポート13内に
吹き抜けることがない。On the other hand, after the start of the engine shown in FIG.
Operating region H in which a uniform mixture is formed in the combustion chamber 4
That is, during high engine load operation, the fuel from the first fuel injection valve 14a
Injection is I in FIG.hThe exhaust valve 7 closes as shown by
It is started immediately before or after the exhaust valve 7 is closed. This
FIG. 13 shows the state of the fuel injection at this time. That is,
At this time, as shown in FIG.
When low, the fuel injection I from the first fuel injection valve 14ahIs line
The injection fuel FaIs directed to the entire top surface of the piston 2.
I will. As shown in FIG. 13 and FIG.
aInjection axis Z aIs directed below the spark plug 10.
This injected fuel FaOver a wide area on the top surface of piston 2
Collision occurs, and at this time, the piston 2aTo
Therefore, it is cooled and the injected fuel FaReceives heat from piston 2
Fuel FaGasification will be promoted.
You. At this time, a swirl as shown in FIG.
Injection fuel FaAnd air is good
And the injection timing
FaAllow enough time for the fuel to evaporate
You. Therefore, before the ignition by the spark plug 10 is performed, the combustion chamber
4, a uniform air-fuel mixture is formed, and
A high output can be obtained. Note that the fuel
Injection IhIs performed before and after the exhaust valve 7 closes.
And the injected fuel F aInto the exhaust port 13 via the exhaust valve 7
There is no blow through.
【0021】次に、図1および図2を参照して機関始動
時における作動について説明する。なお、本明細書では
図1に示されるように、イグニッションスイッチ(図示
しない)がONになってから、機関回転数Nが予め定め
られた機関始動完了回転数N 3 に上昇するまでの期間を
「機関始動時」と称する。本実施例では図1(b)に示
されるように、この機関始動時にはバイパス制御弁32
(図4参照)が全開状態に保持され、従ってかなり多量
の吸入空気がバイパス通路31および機械式過給機25を介
して機関シリンダ内に供給される。なお本実施例では前
回の機関運転停止時、即ちイグニッションスイッチがO
FFになったときにバイパス制御弁32の駆動用ステップ
モータがバイパス制御弁32を全開にすべく駆動せしめら
れ、バイパス制御弁32は機関始動時の間そのまま全開状
態に保持される。このように機関始動時にはバイパス制
御弁32が全開状態に保持されるので機関負荷Q/Nがか
なり大きく、従って機関始動時の機関負荷Q/Nおよび
機関回転数Nを図3に示される機関始動完了後の運転領
域のマップに当てはめると、この機関始動時の状態は燃
焼室4内に均一混合気を形成すべき運転領域に相当す
る。従来は、この機関始動時には燃焼室4内に均一混合
気を形成するようにし、即ち燃焼室4内のかなり多量の
空気全体を燃焼に利用することにより多量の燃料を噴射
するようにし、斯くして機関出力を高めて機関回転数N
を急速に上昇させようとするのが一般的であった。Next, referring to FIGS. 1 and 2, the engine is started.
The operation at the time will be described. In this specification,
As shown in FIG. 1, an ignition switch (shown in FIG.
Is turned on, the engine speed N is determined in advance.
Engine start completion rotation speed N ThreeTime to rise to
This is referred to as "when the engine is started". In this embodiment, as shown in FIG.
When the engine is started, the bypass control valve 32
(See FIG. 4) is held in a fully open position, and therefore a considerable amount
Intake air flows through the bypass passage 31 and the mechanical supercharger 25.
And supplied into the engine cylinder. In this embodiment,
Engine stops, i.e., the ignition switch is
Step for driving the bypass control valve 32 when it becomes FF
The motor is driven to open the bypass control valve 32 fully.
The bypass control valve 32 remains fully open during engine startup
It is kept in a state. Thus, when the engine is started, the bypass system
Since the control valve 32 is kept fully open, the engine load Q / N
The engine load Q / N at the time of starting the engine and
The engine speed after the completion of the engine start shown in FIG.
Applying this to the map of the region,
This corresponds to an operation region in which a uniform mixture is to be formed in the sintering chamber 4.
You. Conventionally, when the engine is started, it is uniformly mixed in the combustion chamber 4.
In the combustion chamber 4
Injects a large amount of fuel by using the whole air for combustion
The engine output is increased to increase the engine speed N
It was common practice to try to raise swiftly.
【0022】しかしながら上述のように機関始動時に燃
焼室4内に均一混合気を形成しようとしても、実際には
機関始動時の初期には機関温度が低いために燃料噴射弁
から噴射された燃料が良好に霧化しにくく、その結果燃
焼室4内には良好な均一混合気が形成されずに液状の燃
料が燃焼室4内の方々に局在してしまう。このように燃
焼室4内に良好な均一混合気が形成されずに液状の燃料
が燃焼室4内の方々に局在する状態では、点火栓10周り
の混合気部分が良好に着火可能な空燃比に形成されにく
いので良好な着火性が確保されないと共に、良好な燃焼
が得られないので多量の未然HCガスが発生するという
問題を生ずる。更に、これらの液状の燃料は燃焼室4内
の空気の流れなどにより燃焼室4内を方々に移動するの
で、点火栓10が液状の燃料をかぶって点火栓10のくすぶ
りが発生したり、或いは液状の燃料がシリンダボア内周
壁面上に付着してシリンダボア内周壁面とピストン2外
周壁面間の潤滑油が希釈されるといった問題も生ずる。However, as described above, even if an attempt is made to form a uniform mixture in the combustion chamber 4 when the engine is started, the fuel injected from the fuel injection valve is actually low because the engine temperature is low at the beginning of the engine start. It is difficult to atomize satisfactorily, and as a result, a good homogeneous mixture is not formed in the combustion chamber 4, and the liquid fuel is localized in the combustion chamber 4. In the state where the liquid fuel is localized in various parts of the combustion chamber 4 without forming a good homogeneous mixture in the combustion chamber 4 as described above, the air-fuel mixture around the ignition plug 10 can be satisfactorily ignited. Since it is difficult to form a fuel ratio, good ignitability cannot be ensured, and good combustion cannot be obtained, so that a large amount of HC gas is generated. Further, since these liquid fuels move in the combustion chamber 4 due to the flow of air in the combustion chamber 4 and the like, the ignition plug 10 is covered with the liquid fuel and the smolder of the ignition plug 10 occurs, or There is also a problem that the liquid fuel adheres to the inner peripheral wall surface of the cylinder bore and the lubricating oil between the inner peripheral wall surface of the cylinder bore and the outer peripheral wall surface of the piston 2 is diluted.
【0023】これらの問題を解決するために本発明によ
る実施例では図1(a)に示されるように機関始動時に
おいて、機関回転数Nが予め定められた燃焼モード切換
回転数N2 よりも低いとき、即ち機関始動時の初期には
点火栓10周りに混合気が集まるように燃焼室4内を成層
化し、機関回転数Nが上述の燃焼モード切換回転数N 2
よりも高いとき、即ち機関始動時の後期には燃焼室4内
に均一混合気を形成するようにしている。In order to solve these problems, according to the present invention,
In one embodiment, as shown in FIG.
The engine speed N is set to a predetermined combustion mode.
Revolution NTwoLower, that is, at the beginning of the engine startup
Stratified inside combustion chamber 4 so that air-fuel mixture gathers around spark plug 10
And the engine speed N becomes the combustion mode switching speed N described above. Two
Higher, i.e., in the latter half of the engine startup, the combustion chamber 4
So that a uniform mixture is formed.
【0024】図1を参照すると、機関始動時にまずイグ
ニッションスイッチがONになると、機関が図示しない
スタータモータによりクランキング回転数N1 、例えば
200rpmで回転せしめられる。機関始動時の初期には、図
3に示される成層燃焼運転領域Tにおける作動と同様
に、第2燃料噴射弁14bからの燃料噴射が図9のIt で
示されるように圧縮行程の末期に行われる。この燃料噴
射It による噴射燃料F b は図11に示されるように凹溝
15の凹状内壁面上に斜めに衝突し、衝突した燃料が上述
のように燃料の慣性力、旋回流Xおよびスキッシュ流S
によって図12にGで示されるように凹溝15の凹状内壁面
に沿い気化しつつ点火栓10の下方に運ばれる。機関始動
時の初期には機関温度が低いために噴射燃料Fb の霧化
が悪いが、すべての噴射燃料Fb が凹溝15内にとらえら
れ、次いでこの噴射燃料Fb の大部分が凹溝15の凹状内
壁面に沿い気化しつつ点火栓10の下方に運ばれるので、
点火栓10の周りには着火可能な適正な空燃比の混合気G
が容易に形成される。従ってスタータモータによるクラ
ンキング中の早い時期に機関の燃焼による運転が円滑に
開始され、燃焼による運転が開始されると図1(a)に
示されるように機関回転数Nがクランキング回転数N1
から円滑に上昇していく。Referring to FIG. 1, when starting the engine,
The engine is not shown when the NISCHON switch is turned ON.
Cranking speed N by starter motor1For example
Rotated at 200rpm. At the beginning of engine startup,
Same as the operation in the stratified combustion operation region T shown in FIG.
In addition, the fuel injection from the second fuel injection valve 14b istso
This is done at the end of the compression stroke as shown. This fuel injection
ItInjected fuel F bIs a concave groove as shown in FIG.
15 obliquely collided on the concave inner wall surface, and the collided fuel
Inertia of fuel, swirl flow X and squish flow S
As shown by G in FIG. 12, the concave inner wall surface of the groove 15
Is transported below the ignition plug 10 while evaporating along the path. Engine start
At the beginning of the time, the injected fuel FbAtomization of
Is bad, but all injected fuel FbIs caught in the groove 15
And then this injected fuel FbIs mostly in the concave shape of the groove 15.
As it is carried under the ignition plug 10 while evaporating along the wall,
Around the spark plug 10, an air-fuel mixture G having an appropriate ignitable air-fuel ratio
Are easily formed. Therefore, the starter motor
Operation by combustion of the engine early during
When the operation by combustion is started, FIG.
As shown, the engine speed N is equal to the cranking speed N.1
And rises smoothly.
【0025】なお、上述のように機関始動時にはバイパ
ス制御弁32が図1(b)に示すように全開状態に保持さ
れているので、図12に示す混合気Gの周りはかなり多量
の空気と残留既燃ガスとで満たされており、燃焼室4内
の空気は過剰な状態にある。このように燃焼室4内の空
気が過剰な状態にあっても混合気Gは燃焼室4内全体に
広がって極度に稀薄な混合気となることがなく、燃焼室
4内の一部の領域内に集まっているので、即ち燃焼室4
内が成層化されるので良好な着火およびそれに続く良好
な燃焼が得られる。また、たとえ点火が行われるまでに
液状の燃料が残っていたとしてもその液状の燃料は凹溝
15の凹状内壁面上に付着しているので、液状の燃料が燃
焼室4内を浮遊して移動することがない。従って、点火
栓10が液状の燃料をかぶって点火栓10のくすぶりが発生
することが阻止されると共に、シリンダボア内周壁面上
に液状の燃料が付着してシリンダボア内周壁面とピスト
ン2外周壁面間の潤滑油が希釈されることが阻止され
る。更に、シリンダボア内周壁面やシリンダヘッド内壁
面3a上に付着する燃料がほとんどないので、未然HC
ガスの発生が低減される。When the engine is started, the bypass control valve 32 is kept fully open as shown in FIG. 1 (b), so that a considerably large amount of air flows around the air-fuel mixture G shown in FIG. It is filled with the residual burned gas, and the air in the combustion chamber 4 is in an excessive state. As described above, even if the air in the combustion chamber 4 is in an excessive state, the air-fuel mixture G does not spread to the entire inside of the combustion chamber 4 and becomes an extremely lean air-fuel mixture. In the combustion chamber 4
Since the inside is stratified, good ignition and subsequent good combustion are obtained. Even if liquid fuel remains before the ignition is performed, the liquid fuel is
The liquid fuel does not float and move in the combustion chamber 4 because it adheres to the concave inner wall surface of the fifteenth embodiment. Therefore, the smoldering of the ignition plug 10 is prevented by the ignition plug 10 being covered with the liquid fuel, and the liquid fuel is adhered on the inner peripheral wall surface of the cylinder bore, and the smolder is formed between the inner peripheral wall surface of the cylinder bore and the outer peripheral surface of the piston 2 Is prevented from being diluted. Further, since almost no fuel adheres to the inner peripheral wall surface of the cylinder bore or the inner wall surface 3a of the cylinder head, HC
Gas generation is reduced.
【0026】このように機関始動時の初期において燃焼
室4内を成層化した成層燃焼が行われて機関回転数Nが
予め定められた燃焼モード切換回転数N2 、例えば450r
pmに達すると、即ち機関温度がある程度上昇すると、今
度は燃焼室4内に均一混合気を形成して燃焼を行わせる
ようにする。As described above, stratified combustion in which the inside of the combustion chamber 4 is stratified is performed at the initial stage of the engine start, and the engine speed N is set to a predetermined combustion mode switching speed N 2 , for example, 450 r.
When the engine temperature reaches pm, that is, when the engine temperature rises to some extent, a uniform air-fuel mixture is formed in the combustion chamber 4 to perform combustion.
【0027】即ち、機関始動時の後期には、図3に示さ
れる均一燃焼運転領域Hにおける作動と同様に、第1燃
料噴射弁14aからの燃料噴射が図9のIh で示されるよ
うに排気弁7が閉弁する前後において行われる。この燃
料噴射Ih による噴射燃料F a は図13に示されるように
ピストン2の頂面全体に向かい、従って噴射燃料Fa が
燃焼室4内全体に亘って拡散される。また上述のように
機関始動時の後期には機関温度がかなり上昇しているの
で噴射燃料の霧化が向上せしめられており、更に燃焼室
4内には図10に示すような旋回流Xが発生しているので
噴射燃料Fa と空気とが良好にミキシングされる。また
噴射時期が早いために噴射燃料Fa に対して燃料が気化
するのに十分な時間が与えられる。斯くして、点火栓10
による点火が行われる以前に燃焼室4内に均一混合気が
形成されることとなる。このように機関温度がある程度
上昇している機関始動時の後期には多量の燃料が第1燃
料噴射弁14aから噴射され、この噴射燃料Fa が燃焼室
4内全体の空気と良好にミキシングされて燃焼室4内に
均一混合気が形成される。斯くして機関出力が高められ
て機関回転数Nが急速に上昇せしめられる。That is, in the latter half of the engine start-up, as shown in FIG.
Similarly to the operation in the uniform combustion operation region H, the first fuel
The fuel injection from the fuel injection valve 14a corresponds to I in FIG.hWill be indicated by
This is performed before and after the exhaust valve 7 is closed. This fuel
Injection IhInjected fuel F aIs as shown in FIG.
Towards the entire top surface of the piston 2 and therefore the injected fuel FaBut
It is diffused throughout the combustion chamber 4. Also as mentioned above
In the latter half of the engine start, the engine temperature has risen considerably
The atomization of the injected fuel has been improved by the
In FIG. 4, a swirling flow X as shown in FIG.
Injected fuel FaAnd air are mixed well. Also
Because the injection timing is early, the injected fuel FaFuel vaporizes against
Have enough time to do so. Thus, the spark plug 10
Before the ignition by
Will be formed. In this way, the engine temperature
In the late stage of starting the rising engine, a large amount of fuel
The injection fuel F is injected from the fuel injection valve 14a.aBut the combustion chamber
4 and mixed well with the air inside the combustion chamber 4
A homogeneous mixture is formed. Thus, the engine power is increased
As a result, the engine speed N is rapidly increased.
【0028】このように機関始動時の後期において燃焼
室4内に均一混合気を形成した燃焼が行われて機関回転
数Nが予め定められた機関始動完了回転数N3 まで上昇
すると機関始動時の作動が完了し、次いで図1に示され
るように機関アイドリング運転に移行する。なお、本実
施例ではこの機関始動完了回転数N3 は図2に示される
ように機関冷却水温TWの関数となっており、機関冷却
水温TWが高い場合ほど機関始動完了回転数N3 が低く
なる。図2からわかるように、機関始動完了回転数N3
は例えば機関冷却水温TWが25℃のときには約 1400rpm
に設定され、機関冷却水温TWが80℃のときには約900r
pmに設定されている。この図2に示される機関冷却水温
TWと機関始動完了回転数N3 との関係は予めROM 42内
に記憶されている。なお、図1において機関回転数Nが
機関始動完了回転数N3 に上昇するまでの時間t3 、即
ち機関始動完了までの時間t3 は例えば4秒程度であ
る。[0028] During for the engine start rises to thus engine startup of the engine start completion speed to form a homogeneous mixture combustion is performed in the combustion chamber 4 by the engine rotational speed N is predetermined in the later N 3 Is completed, and then the operation shifts to the engine idling operation as shown in FIG. Note that the engine start completion rotational speed N 3 in this embodiment is a function of engine coolant temperature TW, as shown in FIG. 2, the engine coolant temperature TW is lower completion of engine startup rotation speed N 3 than at high Become. As can be seen from FIG. 2, the engine start completion speed N 3
For example, when the engine cooling water temperature TW is 25 ° C, about 1400 rpm
Is set to about 900r when the engine cooling water temperature TW is 80 ° C.
Set to pm. The relationship between the engine coolant temperature TW and the engine start completion rotational speed N 3 of FIG. 2 is stored in the ROM 42. The time t 3 to time t 3, i.e. completion of engine startup until engine speed N is increased to completion of engine startup rotation speed N 3 in FIG. 1, for example, about 4 seconds.
【0029】また、燃焼モード切換回転数N2 は燃焼室
4内を成層化した燃焼から燃焼室4内に均一混合気を形
成した燃焼に移行するときの値が例えば450rpmに設定さ
れており、一方、一旦均一混合気を形成した燃焼に移行
した後に何らかの原因で良好な燃焼が得られずに機関回
転数Nが低下してきた場合に再び燃焼室4内を成層化し
た燃焼に戻すときの燃焼モード切換回転数N2 の値は例
えば250rpmに設定されている。このように燃焼モード切
換回転数N2 にヒステリシスをもたせることにより、燃
焼室4内を成層化した燃焼から均一混合気を形成した燃
焼への切換が円滑に行われるようにしている。The combustion mode switching rotation speed N 2 is set to, for example, 450 rpm at the time of transition from stratified combustion in the combustion chamber 4 to combustion in which a uniform mixture is formed in the combustion chamber 4. On the other hand, when the engine speed N has decreased due to some reason after a shift to the combustion in which a uniform mixture is formed, the combustion in returning the combustion to the stratified combustion in the combustion chamber 4 again. the value of the mode switching rotational speed N 2 is set to 250rpm, for example. By to have such a combustion mode hysteresis switching rotational speed N 2, the switching to the formation of the homogeneous mixture combustion from the combustion with stratified combustion chamber 4 so that smoothly.
【0030】次に、機関回転数Nが機関始動完了回転数
N3 まで上昇した後に続いて行われる機関アイドリング
運転について説明する。なお、この機関アイドリング運
転以降においては、図3に示される燃焼モードのマップ
に基づいて機関負荷Q/Nと機関回転数Nとから、燃焼
室4内を成層化した燃焼を行うか又は燃焼室4内に均一
混合気を形成した燃焼を行うかが決定される。Next, a description will be given engine idling the engine speed N is followed after rising to the engine start completion speed N 3. After the engine idling operation, the engine load Q / N and the engine speed N are used to perform stratified combustion in the combustion chamber 4 or to perform combustion based on the combustion mode map shown in FIG. It is determined whether or not to perform combustion in which a uniform air-fuel mixture is formed.
【0031】図1(b)に示されるように機関回転数N
が機関始動完了回転数N3 に達すると、バイパス制御弁
32の開度がそれまでの全開状態から推定アイドリング開
度V 0 に向かって徐々に低減されていく。このバイパス
制御弁32の推定アイドリング開度V0 は前回の機関運転
のときのアイドリング運転時におけるバイパス制御弁32
の開度であり、この推定アイドリング開度V0 はバック
アップRAM 45内に記憶されている。図1(b)に示され
るように機関回転数Nが機関始動完了回転数N 3 に達す
ると、バイパス制御弁32の開度はそれまでの全開状態か
ら一定時間に一定開度ずつ徐々に低減せしめられ、それ
につれて機関シリンダ内に供給される吸入空気量Qが低
減せしめられ、その結果機関回転数Nが図1(a)に示
されるように徐々に低下していく。なお、バイパス制御
弁32の開度が推定アイドリング開度V0 まで低減される
時点t4 の前後において機関の暖機が完了するようにな
っている。また、機関始動完了時点t3 から、バイパス
制御弁32の開度が推定アイドリング開度V0 になる時点
t4 までの間の時間は例えば3分から5分程度である。As shown in FIG. 1B, the engine speed N
Is the engine start completion speed NThreeReaches the bypass control valve
Estimated idling open from 32
Degree V 0It is gradually reduced toward. This bypass
Estimated idling opening V of control valve 320Is the previous engine operation
The bypass control valve 32 during idling operation at the time of
And the estimated idling opening V0Is back
It is stored in the up RAM 45. As shown in FIG.
Thus, the engine speed N is equal to the engine start completion speed N. ThreeReach
The opening degree of the bypass control valve 32 is
And then gradually decrease by a certain opening degree for a certain period of time.
The amount of intake air Q supplied into the engine cylinder
As a result, the engine speed N is shown in FIG.
It gradually decreases as it does. In addition, bypass control
The opening of the valve 32 is the estimated idling opening V0Reduced to
Time tFourEngine warm-up before and after
ing. Further, the engine start completion time tThreeFrom the bypass
The opening of the control valve 32 is the estimated idling opening V0When
tFourThe time until is, for example, about 3 to 5 minutes.
【0032】次いでバイパス制御弁32の開度が推定アイ
ドリング開度V0 まで低減せしめられた後は、即ち図1
に示される時刻t4 以降の機関アイドリング運転におい
ては、機関回転数Nが目標アイドリング回転数Ni 、例
えば600rpmになるようにバイパス制御弁32の開度がフィ
ードバック制御される。即ち、何らかの原因で機関回転
数Nが目標アイドリング回転数Ni よりも低くなればバ
イパス制御弁の開度が増大せしめられ、その結果機関負
荷Q/Nが増大して燃料噴射量が増大せしめられるので
機関回転数Nが上昇する。一方何らかの原因で機関回転
数Nが目標アイドリング回転数Ni よりも高くなればバ
イパス制御弁の開度が低減せしめられ、その結果機関負
荷Q/Nが減少して燃料噴射量が減少せしめられるので
機関回転数Nが低下する。斯くして機関回転数Nが目標
アイドリング回転数Ni に維持される。Next, after the opening of the bypass control valve 32 has been reduced to the estimated idling opening V 0 , that is, FIG.
Time t 4 in the subsequent engine idle operation shown in the engine speed N is the target idling speed N i, the opening degree of the bypass control valve 32 so as for example to 600rpm is feedback controlled. That is, the opening degree of the bypass control valve is made to increase if the engine speed N for some reason is lower than the target idling speed N i, the fuel injection amount is made to increase by increasing its resulting engine load Q / N Therefore, the engine speed N increases. Whereas opening of the bypass control valve is made to decrease when the engine speed N for some reason becomes higher than the target idling speed N i, the fuel injection amount is decreased as a result the engine load Q / N is used to lower The engine speed N decreases. Thus to the engine speed N is maintained at the target idling speed N i.
【0033】次に、図14から図16に示すメインルーチ
ン、および図17に示す一定時間毎の割込みルーチンを参
照しつつ燃料噴射制御等について説明する。図14から図
16を参照するとまず初めにステップ60においてエアフロ
ーメータ27および回転数センサ36の出力信号に基づいて
機関負荷Q/N(吸入空気量Q/機関回転数N)が計算
される。Next, the fuel injection control and the like will be described with reference to the main routine shown in FIGS. 14 to 16 and the interruption routine at regular intervals shown in FIG. Figure 14 to Figure
Referring to FIG. 16, first, at step 60, the engine load Q / N (intake air amount Q / engine speed N) is calculated based on the output signals of the air flow meter 27 and the speed sensor 36.
【0034】次いでステップ61では始動処理フラグSF
の値が0であるか否かが判別される。この始動処理フラ
グSFは、イグニッションスイッチがONになったとき
に値0にリセットされ、図1に示されるように機関回転
数Nが機関始動完了回転数N 3 まで上昇したときに後述
するステップ69において値1に切換えられる。即ち、機
関始動時の間は始動処理フラグSFが値0をとり、一方
機関始動時以外のときには始動処理フラグSFが値1を
とる。ステップ61において始動処理フラグSFが0でな
い場合にはステップ70に進み、一方始動処理フラグSF
が0である場合にはステップ62に進む。Next, at step 61, the start processing flag SF is set.
Is determined as to whether or not the value is zero. This startup processing flag
Is activated when the ignition switch is turned on.
Is reset to 0 and the engine speed is
Number N is engine start completion rotation speed N ThreeLater when it rises
In step 69, the value is switched to 1. That is,
During the start of the seki, the start processing flag SF takes the value 0, while
When the engine is not started, the start processing flag SF changes to a value of 1.
Take. In step 61, the start processing flag SF is not 0.
If not, the process proceeds to step 70, while the start processing flag SF
Is 0, the routine proceeds to step 62.
【0035】ステップ62では燃焼モードフラグHFの値
が0であるか否かが判別される。この燃焼モードフラグ
HFは機関始動時、即ち図1において時間tが0からt
3 までの期間においてのみ利用されるフラグである。こ
の燃焼モードフラグHFはイグニッションスイッチがO
Nになったときに値0にリセットされ、機関始動時にお
いて点火栓10周りに混合気が集まるように燃焼室4内を
成層化すべきとき、即ち機関回転数Nが図1に示される
燃焼モード切換回転数N2 よりも低いときには燃焼モー
ドフラグHFが値0をとる。一方、機関始動時において
燃焼室4内に均一混合気を形成すべきとき、即ち機関回
転数Nが燃焼モード切換回転数N2 よりも高いときには
燃焼モードフラグHFが値1をとる。なお、本実施例で
は上述のように燃焼モード切換回転数N2 がヒステリシ
スを有しており、この燃焼モード切換回転数N2 は燃焼
室4内を成層化した燃焼から均一混合気を形成した燃焼
に移行するときには例えば450rpmに設定され、その反対
の移行のときには例えば250rpmに設定される。In step 62, it is determined whether or not the value of the combustion mode flag HF is 0. The combustion mode flag HF is set when the engine is started, that is, when the time t in FIG.
This flag is used only in the period up to 3 . This combustion mode flag HF is set when the ignition switch is turned on.
When the engine speed N is reset to 0, the internal combustion chamber 4 should be stratified so that air-fuel mixture gathers around the ignition plug 10 at the time of engine start, that is, the engine speed N becomes the combustion mode shown in FIG. combustion mode flag HF when less than the switching rotation speed N 2 takes the value 0. On the other hand, when to form a homogeneous mixture in the combustion chamber 4 at the time of engine startup, i.e., when the engine speed N is higher than the combustion mode switching rotational speed N 2 is the combustion mode flag HF has the value 1. In the present embodiment has a combustion mode switching rotational speed N 2 hysteresis as described above, the combustion mode switching rotational speed N 2 is to form a homogeneous mixture from the combustion were stratified combustion chamber 4 For example, 450 rpm is set at the time of transition to combustion, and 250 rpm is set at the time of the opposite transition.
【0036】ステップ62において燃焼モードフラグHF
が0である場合にはステップ63に進んで、機関回転数N
が450rpm以上であるか否かが判別される。機関回転数N
が450rpm以上である場合にはステップ64に進んで燃焼モ
ードフラグHFに1がセットされ、次いでステップ67に
進む。一方、機関回転数Nが450rpm以下である場合には
そのままステップ67に進む。一方、ステップ62において
燃焼モードフラグHFが0でない場合にはステップ65に
進んで、機関回転数Nが250rpm以下であるか否かが判別
される。機関回転数Nが250rpm以下である場合にはステ
ップ66に進んで燃焼モードフラグHFに0がセットさ
れ、次いでステップ67に進む。一方、機関回転数Nが25
0rpm以上である場合にはそのままステップ67に進む。In step 62, the combustion mode flag HF
Is zero, the routine proceeds to step 63, where the engine speed N
Is greater than or equal to 450 rpm. Engine speed N
If is equal to or greater than 450 rpm, the routine proceeds to step 64, where 1 is set in the combustion mode flag HF, and then proceeds to step 67. On the other hand, if the engine speed N is equal to or less than 450 rpm, the process directly proceeds to step 67. On the other hand, if the combustion mode flag HF is not 0 at step 62, the routine proceeds to step 65, where it is determined whether or not the engine speed N is 250 rpm or less. If the engine speed N is equal to or less than 250 rpm, the routine proceeds to step 66, where the combustion mode flag HF is set to 0, and then the routine proceeds to step 67. On the other hand, when the engine speed N is 25
If the speed is 0 rpm or more, the process directly proceeds to step 67.
【0037】ステップ67では、水温センサ35によって検
出された機関冷却水温TWに基づいて図2に示す関係か
ら機関始動完了回転数N3 が計算される。次いでステッ
プ68では機関回転数Nが機関始動完了回転数N3 以上で
あるか否かが判別される。機関回転数Nが機関始動完了
回転数N3 以上である場合にはステップ69に進んで始動
処理フラグSFに1がセットされ、次いでステップ70に
進む。一方、機関回転数Nが機関始動完了回転数N3 以
下である場合にはそのままステップ70に進む。[0037] At step 67, the engine start completion rotational speed N 3 from the relationship shown in FIG. 2 is calculated based on the engine coolant temperature TW detected by the water temperature sensor 35. Then the engine speed N at step 68 is whether or not the engine start completion rotational speed N 3 or more is discriminated. 1 is set to start processing flag SF proceeds to step 69 if the engine speed N is the engine start completion rotational speed N 3 or more, then the routine proceeds to step 70. On the other hand, the process proceeds to step 70 if the engine rotational speed N is equal to or less than the engine start completion speed N 3.
【0038】ステップ70では始動処理フラグSFの値が
0であるか否かが判別される。始動処理フラグSFが0
である場合、即ち機関始動時にはステップ71に進む。な
お、上述のようにこの機関始動時にはバイパス制御弁32
を全開状態に保持するので、バイパス制御弁32の駆動用
ステップモータに対する駆動信号は出力ポート47に出力
されない。In step 70, it is determined whether or not the value of the start processing flag SF is 0. Start processing flag SF is 0
, Ie, when the engine is started, the routine proceeds to step 71. As described above, when the engine is started, the bypass control valve 32
Is held in the fully open state, the drive signal for the drive step motor of the bypass control valve 32 is not output to the output port 47.
【0039】ステップ71では燃焼モードフラグHFの値
が0であるか否かが判別される。燃焼モードフラグHF
の値が0である場合、即ち機関始動時であってかつ点火
栓10周りに混合気が集まるように燃焼室4内を成層化す
べき場合にはステップ72に進む。ステップ72では例えば
機関負荷Q/Nと機関回転数Nに関するマップの形で予
めROM 42内に記憶されている燃料噴射時間TAUのデー
タに基づいて燃料噴射時間TAUが計算される。次いで
ステップ73では予めROM 42内に記憶されているデータか
ら燃料噴射It の噴射開始時期が計算され、この噴射開
始時期と噴射時間TAUから燃料噴射It の噴射完了時
期が計算される。次いでステップ74では噴射開始時期に
噴射を開始すべきデータおよび噴射完了時期に噴射を完
了すべきデータが出力ポート47に出力され、これらデー
タに基づいて燃料噴射It が行われる。In step 71, it is determined whether or not the value of the combustion mode flag HF is 0. Combustion mode flag HF
Is zero, that is, when the engine is started and the combustion chamber 4 is to be stratified so that the air-fuel mixture gathers around the ignition plug 10, the routine proceeds to step 72. In step 72, the fuel injection time TAU is calculated based on the data of the fuel injection time TAU stored in advance in the ROM 42 in the form of a map relating to the engine load Q / N and the engine speed N, for example. Then the injection start timing of the fuel injection I t is calculated from the data stored in advance in ROM 42 in step 73, the injection completion timing of the fuel injection I t is calculated from the injection start timing and the injection time TAU. Then the data to be completed inject injected to be data and the injection completion time starts the injection start timing in step 74 is output to the output port 47, the fuel injection I t is performed on the basis of these data.
【0040】一方、ステップ71において燃焼モードフラ
グHFの値が0でない場合、即ち機関始動時であってか
つ燃焼室4内に均一混合気を形成すべき場合にはステッ
プ75に進む。ステップ75では例えば機関負荷Q/Nと機
関回転数Nに関するマップの形で予めROM 42内に記憶さ
れている燃料噴射時間TAUのデータに基づいて燃料噴
射時間TAUが計算される。次いでステップ76では予め
ROM 42内に記憶されているデータから燃料噴射Ih の噴
射開始時期が計算され、この噴射開始時期と噴射時間T
AUから燃料噴射Ih の噴射完了時期が計算される。次
いでステップ77では噴射開始時期に噴射を開始すべきデ
ータおよび噴射完了時期に噴射を完了すべきデータが出
力ポート47に出力され、これらデータに基づいて燃料噴
射Ih が行われる。On the other hand, if the value of the combustion mode flag HF is not 0 in step 71, that is, if the engine is started and a uniform air-fuel mixture is to be formed in the combustion chamber 4, the routine proceeds to step 75. In step 75, the fuel injection time TAU is calculated based on the data of the fuel injection time TAU stored in advance in the ROM 42 in the form of a map relating to the engine load Q / N and the engine speed N, for example. Next, at step 76,
Injection start timing of the fuel injection I h is calculated from the data stored in the ROM 42, the injection start timing and the injection time T
Injection completion timing of the fuel injection I h is calculated from the AU. Next, at step 77, data to start the injection at the injection start timing and data to complete the injection at the injection completion timing are output to the output port 47, and the fuel injection Ih is performed based on these data.
【0041】一方、ステップ70において始動処理フラグ
SFが0でない場合、即ち機関始動完了後の場合にはス
テップ78に進む。On the other hand, if the start processing flag SF is not 0 in step 70, that is, if the engine start is completed, the routine proceeds to step 78.
【0042】ここで図17に示すフローチャートを参照し
て、機関始動完了時点t3 からバイパス制御弁32の開度
が推定アイドリング開度V0 になる時点t4 までの期間
(図1参照)内におけるバイパス制御弁32の駆動処理に
ついて説明する。図17に示される制御ルーチンは一定時
間毎の割込みによって実行される。この割込みが実行さ
れるとまず初めにステップ100 において始動処理フラグ
SFが1であるか否かが判別される。なお、この始動処
理フラグSFは図14から図16に示すメインルーチンにお
いて使用される始動処理フラグSFと共通のフラグであ
る。この始動処理フラグSFが1である場合、即ち機関
始動完了後の場合にはステップ101 に進んでフィードバ
ックフラグFBFが0であるか否かが判別される。この
フィードバックフラグFBFは、イグニッションスイッ
チがONになったときに値0にリセットされ、図1に示
されるように機関始動時に続く機関アイドリング運転時
においてバイパス制御弁32の開度が推定アイドリング開
度V0 まで低減された時点t4 にて後述するステップ10
5 において値1に切換えられる。即ち、フィードバック
フラグFBFは図1に示される時間t4 以前には値0を
とり、一方時間t4以後には値1をとる。なお、このフ
ィードバックフラグFBFは図14から図16に示すメイン
ルーチンにおいて使用されるフィードバックフラグFB
Fと共通のフラグである。ステップ101 においてフィー
ドバックフラグFBFが0である場合にはステップ102
に進む。従って、機関始動完了後であって且つバイパス
制御弁32の開度がまだ推定アイドリング開度V0 まで低
減されていないとき、即ち図1に示される時間t3 から
時間t4 までの間のときにステップ102 に進む。Referring to the flow chart shown in FIG. 17, the period (see FIG. 1) from the time t 3 when the engine start is completed to the time t 4 when the opening of the bypass control valve 32 reaches the estimated idling opening V 0 . The driving process of the bypass control valve 32 in the above will be described. The control routine shown in FIG. 17 is executed by interruption every predetermined time. When this interrupt is executed, first, at step 100, it is determined whether or not the start processing flag SF is "1". The start processing flag SF is a common flag to the start processing flag SF used in the main routine shown in FIGS. If the start processing flag SF is 1, that is, after the completion of the engine start, the routine proceeds to step 101, where it is determined whether or not the feedback flag FBF is 0. The feedback flag FBF is reset to a value of 0 when the ignition switch is turned on, and as shown in FIG. 1, during the engine idling operation following the engine start, the opening of the bypass control valve 32 becomes the estimated idling opening V. 0 step 10 described later at time t 4 when was reduced to
At 5 the value is switched to 1. That is, the feedback flag FBF takes a value 0 before the time t 4 shown in FIG. 1, and takes a value 1 after the time t 4 . The feedback flag FBF is a feedback flag FB used in the main routine shown in FIGS.
This flag is common to F. If the feedback flag FBF is 0 in step 101, step 102
Proceed to. Therefore, after the completion of the engine start and when the opening of the bypass control valve 32 has not yet been reduced to the estimated idling opening V 0 , that is, between the time t 3 and the time t 4 shown in FIG. To step 102.
【0043】ステップ102 ではバイパス制御弁32の目標
開度Vが、前回の処理サイクル時における目標開度Vに
対して予め定められた値ΔVだけ低減せしめられる。次
いでステップ103 ではバイパス制御弁32の開度が目標開
度Vとなるようにバイパス制御弁32のステップモータが
駆動せしめられる。次いでステップ104 ではバイパス制
御弁32の目標開度Vが(V0 −ΔV/2)以上であり且
つ(V0 +ΔV/2)以下であるか否かが判別される。
なお、上述のようにバイパス制御弁の推定アイドリング
開度V0 は前回の機関運転のときのアイドリング運転時
におけるバイパス制御弁32の開度であり、この推定アイ
ドリング開度V0 はバックアップRAM 45内に記憶されて
いる。ステップ104 において肯定判定された場合にはス
テップ105 に進んでフィードバックフラグFBFに値1
がセットされて本割込みルーチンが終了する。一方ステ
ップ104 において否定判定された場合にはそのまま本割
込みルーチンが終了する。In step 102, the target opening V of the bypass control valve 32 is reduced by a predetermined value ΔV from the target opening V in the previous processing cycle. Next, at step 103, the step motor of the bypass control valve 32 is driven such that the opening of the bypass control valve 32 becomes the target opening V. Next, at step 104, it is determined whether or not the target opening V of the bypass control valve 32 is equal to or more than (V 0 -ΔV / 2) and equal to or less than (V 0 + ΔV / 2).
Incidentally, the estimated idling opening degree V 0 which bypass control valve as described above is a degree of opening of the bypass control valve 32 at the time of idling when the previous engine operation, the estimated idling opening degree V 0 is the backup RAM 45 in Is stored in If an affirmative determination is made in step 104, the routine proceeds to step 105, where the value 1 is set in the feedback flag FBF
Is set, and this interrupt routine ends. On the other hand, if a negative determination is made in step 104, the present interrupt routine ends.
【0044】一方、ステップ100 において始動処理フラ
グSFが1でないと判別された場合、またはステップ10
1 においてフィードバックフラグFBFが0でないと判
別された場合には、そのまま本割込みルーチンが終了す
る。即ち、図1に示される時間t3 から時間t4 までの
期間以外のときには、本割込みルーチンにおいて実質的
に何の処理も行われない。On the other hand, when it is determined in step 100 that the start processing flag SF is not 1, or in step 10
If it is determined in step 1 that the feedback flag FBF is not 0, the present interrupt routine ends. That is, when the time t 3 when shown in Figure 1 except the period until time t 4 is not substantially perform any processing in this interrupt routine.
【0045】再び図15に示されるメインルーチンに戻る
と、ステップ78では機関負荷Q/Nと機関回転数Nとに
基づいて図3に示す関係から、現在の機関運転状態が成
層燃焼運転領域Tに相当するか又は均一燃焼運転領域H
に相当するかが判別される。機関運転状態が成層燃焼運
転領域Tに相当する場合、即ち点火栓10周りに混合気が
集まるように燃焼室4内を成層化すべき場合にはステッ
プ79に進んで、フィードバックフラグFBFが1である
か否かが判別される。フィードバックフラグFBFが1
であるとき、即ち図1に示される時間t4 以後のときに
はステップ80に進んでバイパス制御弁32の目標開度Vが
計算される。このとき、現在の機関運転状態がアイドリ
ング運転である場合には機関回転数Nが目標アイドリン
グ回転数Ni に維持されるように機関回転数Nに基づい
てバイパス制御弁32の開度をフィードバック制御すべく
目標開度Vが計算される。一方、現在の機関運転状態が
アイドリング運転ではない成層燃焼運転領域Tに相当す
る場合には予めROM 42内に記憶されているデータから目
標開度Vが計算される。次いでステップ81ではバイパス
制御弁32の開度が目標開度Vとなるようにバイパス制御
弁32のステップモータが駆動せしめられ、次いでステッ
プ82に進む。一方、ステップ79においてフィードバック
フラグFBFが1でない場合にはそのままステップ82に
進む。Returning to the main routine shown in FIG. 15, in step 78, based on the engine load Q / N and the engine speed N, the current engine operation state is changed to the stratified combustion operation region T based on the relationship shown in FIG. Or the uniform combustion operation region H
Is determined. If the engine operation state corresponds to the stratified combustion operation region T, that is, if the combustion chamber 4 should be stratified so that the air-fuel mixture gathers around the ignition plug 10, the routine proceeds to step 79, where the feedback flag FBF is 1. Is determined. Feedback flag FBF is 1
When it is, i.e., at time t 4 after that shown in Figure 1 is the target opening degree V of the bypass control valve 32 is calculated proceeds to step 80. In this case, feedback control of the opening degree of the bypass control valve 32 based on the engine speed N as the engine speed N is maintained at the target idling rotational speed N i if the current engine operating condition is idling The target opening degree V is calculated in order to achieve this. On the other hand, when the current engine operation state corresponds to the stratified combustion operation region T that is not the idling operation, the target opening degree V is calculated from the data stored in the ROM 42 in advance. Next, at step 81, the step motor of the bypass control valve 32 is driven so that the opening of the bypass control valve 32 becomes the target opening V, and then the routine proceeds to step 82. On the other hand, if the feedback flag FBF is not 1 in step 79, the process directly proceeds to step 82.
【0046】ステップ82では例えば機関負荷Q/Nと機
関回転数Nに関するマップの形で予めROM 42内に記憶さ
れている燃料噴射時間TAUのデータに基づいて燃料噴
射時間TAUが計算される。次いでステップ83では予め
ROM 42内に記憶されているデータから燃料噴射It の噴
射開始時期が計算され、この噴射開始時期と噴射時間T
AUから燃料噴射It の噴射完了時期が計算される。次
いでステップ84では噴射開始時期に噴射を開始すべきデ
ータおよび噴射完了時期に噴射を完了すべきデータが出
力ポート47に出力され、これらデータに基づいて燃料噴
射It が行われる。In step 82, the fuel injection time TAU is calculated based on the fuel injection time TAU data stored in advance in the ROM 42 in the form of a map relating to the engine load Q / N and the engine speed N, for example. Next, at step 83,
Injection start timing of the fuel injection I t is calculated from the data stored in the ROM 42, the injection start timing and the injection time T
Injection completion timing of the fuel injection I t is calculated from the AU. Then the data to be completed inject injected to be data and the injection completion time starts the injection start timing in step 84 is output to the output port 47, the fuel injection I t is performed on the basis of these data.
【0047】一方、ステップ78において現在の機関運転
状態が成層燃焼運転領域Tではなく均一燃焼運転領域H
に相当する場合、即ち燃焼室4内に均一混合気を形成す
べき場合にはステップ85に進んで、フィードバックフラ
グFBFが1であるか否かが判別される。フィードバッ
クフラグFBFが1であるとき、即ち図1に示される時
間t4 以後のときにはステップ86に進んで、予めROM 42
内に記憶されているデータからバイパス制御弁32の目標
開度Vが計算される。次いでステップ87ではバイパス制
御弁32の開度が目標開度Vとなるようにバイパス制御弁
32のステップモータが駆動せしめられ、次いでステップ
88に進む。一方、ステップ85においてフィードバックフ
ラグFBFが1でない場合にはそのままステップ88に進
む。On the other hand, in step 78, the current engine operation state is not the stratified combustion operation area T but the uniform combustion operation area H
In other words, if a uniform air-fuel mixture is to be formed in the combustion chamber 4, the routine proceeds to step 85, where it is determined whether or not the feedback flag FBF is 1. When the feedback flag FBF is 1, i.e., at time t 4 after that shown in Figure 1 proceeds to step 86, pre-ROM 42
The target opening V of the bypass control valve 32 is calculated from the data stored therein. Next, at step 87, the bypass control valve is controlled so that the opening of the bypass control valve 32 becomes the target opening V.
32 step motors are driven, then step
Continue to 88. On the other hand, if the feedback flag FBF is not 1 in step 85, the flow directly proceeds to step 88.
【0048】ステップ88では例えば機関負荷Q/Nと機
関回転数Nに関するマップの形で予めROM 42内に記憶さ
れている燃料噴射時間TAUのデータに基づいて燃料噴
射時間TAUが計算される。次いでステップ89では予め
ROM 42内に記憶されているデータから燃料噴射Ih の噴
射開始時期が計算され、この噴射開始時期と噴射時間T
AUから燃料噴射Ih の噴射完了時期が計算される。次
いでステップ90では噴射開始時期に噴射を開始すべきデ
ータおよび噴射完了時期に噴射を完了すべきデータが出
力ポート47に出力され、これらデータに基づいて燃料噴
射Ih が行われる。In step 88, the fuel injection time TAU is calculated based on the fuel injection time TAU data stored in advance in the ROM 42 in the form of a map relating to the engine load Q / N and the engine speed N, for example. Next, in step 89,
Injection start timing of the fuel injection I h is calculated from the data stored in the ROM 42, the injection start timing and the injection time T
Injection completion timing of the fuel injection I h is calculated from the AU. Next, at step 90, data to start the injection at the injection start timing and data to complete the injection at the injection completion timing are output to the output port 47, and the fuel injection Ih is performed based on these data.
【0049】なお、本実施例では燃焼室4内に均一混合
気を形成する場合、図9に示されるように排気弁7が閉
弁する前後において第1燃料噴射弁14aから1回の燃料
噴射Ih を行っている。この代りに、図18に示されるよ
うに2回に分けて燃料噴射を行い、即ち排気弁7が閉弁
する前後において第1燃料噴射弁14aから第1回目の燃
料噴射Ih1を行うと共にその後第2燃料噴射弁14bから
凹溝15の凹状内壁面に向けて第2回目の燃料噴射Ih2を
行うようにしてもよい。In this embodiment, when a uniform air-fuel mixture is formed in the combustion chamber 4, one fuel injection from the first fuel injection valve 14a before and after the exhaust valve 7 closes as shown in FIG. I am doing the I h. Instead, as shown in FIG. 18, the fuel injection is performed in two separate steps, that is, the first fuel injection Ih1 is performed from the first fuel injection valve 14a before and after the exhaust valve 7 closes, and thereafter, The second fuel injection Ih2 may be performed from the second fuel injection valve 14b toward the concave inner wall surface of the concave groove 15.
【0050】また、本実施例では図5から図8に示され
るように第1燃料噴射弁14aおよび第2燃料噴射弁14b
の2個の燃料噴射弁を用いている。この代りに、シリン
ダヘッド内壁面3aの周縁部に1個の燃料噴射弁を配置
して、ピストン2頂面全体に向かう燃料噴射Ih および
凹溝15内に向かう燃料噴射It の双方をこの1個の燃料
噴射弁から行うようにすることもできる。In this embodiment, as shown in FIGS. 5 to 8, the first fuel injection valve 14a and the second fuel injection valve 14b
Are used. Alternatively, to place one of the fuel injection valve to the periphery of the cylinder head inner wall surface 3a, both the fuel injection I h and grooves 15 in toward the fuel injection I t toward the entire piston 2 top surface this It can also be performed from one fuel injection valve.
【0051】また、本実施例では燃焼室4内に均一混合
気を形成する場合、シリンダヘッド内壁面3a上に配置
された第1燃料噴射弁14aからピストン2頂面全体に向
けて燃料噴射Ih を行っている。この代りに、第1燃料
噴射弁を給気ポート内に配置して、燃焼室4内に均一混
合気を形成する場合には給気行程中にこの給気ポート内
に配置された第1燃料噴射弁から給気ポート内に向けて
燃料を噴射するようにした内燃機関に対しても本発明を
同様に適用することができる。In this embodiment, when a uniform air-fuel mixture is formed in the combustion chamber 4, the fuel injection I is directed from the first fuel injection valve 14a disposed on the inner wall surface 3a of the cylinder head toward the entire top surface of the piston 2. h has gone. Alternatively, if the first fuel injection valve is disposed in the air supply port to form a uniform mixture in the combustion chamber 4, the first fuel injection valve disposed in the air supply port during the air supply stroke The present invention can be similarly applied to an internal combustion engine in which fuel is injected from an injection valve into an air supply port.
【0052】また、本実施例では図3に示されるように
機関始動完了後において、機関低負荷運転時には点火栓
10周りに混合気が集まるように燃焼室4内を成層化する
と共に機関高負荷運転時には燃焼室4内に均一混合気を
形成する2サイクル内燃機関に本発明を適用した場合に
ついて説明してきた。しかしながら機関始動完了後にお
いて、機関負荷Q/Nおよび機関回転数Nに拘らずに常
に燃焼室4内を成層化する内燃機関、或いは常に燃焼室
4内に均一混合気を形成する内燃機関に対しても本発明
を同様に適用できる。更に、本発明を4サイクル内燃機
関に対しても適用することができる。In this embodiment, as shown in FIG. 3, after the engine start is completed, the ignition plug
The case where the present invention is applied to a two-stroke internal combustion engine that stratifies the inside of the combustion chamber 4 so that the air-fuel mixture gathers around 10 and forms a uniform air-fuel mixture in the combustion chamber 4 during high engine load operation has been described. However, after completion of the engine start, the internal combustion engine that always stratifies the inside of the combustion chamber 4 regardless of the engine load Q / N and the engine speed N, or the internal combustion engine that always forms a uniform mixture in the combustion chamber 4 However, the present invention can be similarly applied. Further, the present invention can be applied to a four-cycle internal combustion engine.
【0053】[0053]
【発明の効果】機関始動時において機関回転数が予め定
められた回転数よりも低いとき、即ち機関始動時の初期
には機関温度が低いために噴射燃料の霧化が比較的悪い
が、点火栓周りに噴射燃料が集められるので点火栓周り
に良好に着火可能な混合気が容易に形成される。斯くし
て機関の始動性を向上させることができる。また噴射燃
料の霧化が悪いために液状の燃料が燃焼室内に存在して
も、その液状の燃料は燃焼室内の広い範囲に亘って移動
することがない。従って点火栓やシリンダボア内周壁面
に液状の燃料が付着することが防止され、斯くして点火
栓がくすぶったりシリンダボア内周壁面とピストン外周
壁面間の潤滑油が希釈されることが阻止される。一方、
機関始動時において機関回転数が上述の予め定められた
回転数よりも高いときには燃焼室内に均一混合気が形成
されて機関出力が高められるので、機関回転数を急速に
上昇させることができる。According to the present invention, when the engine speed is lower than a predetermined speed at the time of starting the engine, that is, at the beginning of the engine starting, the atomization of the injected fuel is relatively poor due to the low engine temperature. Since the injected fuel is collected around the plug, a mixture that can be ignited well around the ignition plug is easily formed. Thus, the startability of the engine can be improved. Further, even if liquid fuel exists in the combustion chamber due to poor atomization of the injected fuel, the liquid fuel does not move over a wide range in the combustion chamber. Therefore, the liquid fuel is prevented from adhering to the spark plug and the inner peripheral wall surface of the cylinder bore, and the ignition plug is prevented from being smoldered and the lubricating oil between the inner peripheral wall surface of the cylinder bore and the outer peripheral wall surface of the piston is diluted. on the other hand,
When the engine speed is higher than the above-described predetermined speed at the time of starting the engine, a uniform air-fuel mixture is formed in the combustion chamber and the engine output is increased, so that the engine speed can be rapidly increased.
【図1】機関始動時およびそれに続く機関アイドリング
運転時における機関回転数およびバイパス制御弁の開度
を示すタイムチャートである。FIG. 1 is a time chart showing an engine speed and an opening degree of a bypass control valve at the time of engine start and subsequent engine idling operation.
【図2】機関冷却水温と機関始動完了回転数との関係を
示す線図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an engine cooling water temperature and an engine start completion rotation speed.
【図3】機関始動完了後において燃焼室内を成層化する
運転領域と燃焼室内に均一混合気を形成する運転領域と
を示す線図である。FIG. 3 is a diagram showing an operation region in which the combustion chamber is stratified after completion of the engine start and an operation region in which a uniform mixture is formed in the combustion chamber.
【図4】2サイクル内燃機関の全体図である。FIG. 4 is an overall view of a two-cycle internal combustion engine.
【図5】シリンダヘッドの底面図である。FIG. 5 is a bottom view of the cylinder head.
【図6】ピストンの平面図である。FIG. 6 is a plan view of a piston.
【図7】図5の VII−VII 線に沿ってみた断面図であ
る。FIG. 7 is a sectional view taken along the line VII-VII in FIG. 5;
【図8】燃料噴射方向を示したシリンダヘッドの底面図
である。FIG. 8 is a bottom view of the cylinder head showing a fuel injection direction.
【図9】給排気弁の開弁時期および燃料噴射時期を示す
線図である。FIG. 9 is a diagram showing a valve opening timing and a fuel injection timing of a supply / exhaust valve.
【図10】給気弁および排気弁の開弁時における燃焼室内
の様子を説明するための図5のVII−VII 線に沿ってみ
た断面図である。10 is a cross-sectional view taken along line VII-VII of FIG. 5 for explaining a state inside the combustion chamber when the supply valve and the exhaust valve are opened.
【図11】燃焼室内を成層化するときの燃料噴射の様子を
説明するための図5の VII−VII 線に沿ってみた断面図
である。11 is a sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 5 for explaining a state of fuel injection when stratifying the inside of the combustion chamber.
【図12】燃焼室内を成層化するときの混合気の形成の様
子を説明するための図5の VII−VII 線に沿ってみた断
面図である。12 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 5 for explaining a state of formation of an air-fuel mixture when the combustion chamber is stratified.
【図13】燃焼室内に均一混合気を形成するときの燃料噴
射の様子を説明するための図5のXIII−XIII線に沿って
みた断面図である。13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII of FIG. 5 for explaining a state of fuel injection when a uniform air-fuel mixture is formed in the combustion chamber.
【図14】メインルーチンを示すフローチャートの第1部
分である。FIG. 14 is a first part of a flowchart showing a main routine.
【図15】メインルーチンを示すフローチャートの第2部
分である。FIG. 15 is a second part of the flowchart showing the main routine.
【図16】メインルーチンを示すフローチャートの第3部
分である。FIG. 16 is a third part of the flowchart showing the main routine.
【図17】バイパス制御弁の制御ルーチンを示すフローチ
ャートである。FIG. 17 is a flowchart illustrating a control routine of the bypass control valve.
【図18】燃焼室内に均一混合気を形成するときの燃料噴
射時期の別の実施例を示す線図である。FIG. 18 is a diagram showing another example of the fuel injection timing when a uniform mixture is formed in the combustion chamber.
2…ピストン 4…燃焼室 6…給気弁 7…排気弁 10…点火栓 14a…第1の燃料噴射弁 14b…第2の燃料噴射弁 15…凹溝 16…凹所 2 Piston 4 Combustion chamber 6 Supply valve 7 Exhaust valve 10 Spark plug 14a First fuel injection valve 14b Second fuel injection valve 15 Groove 16 Groove
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−56146(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/06 F02B 17/00 F02D 41/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (56) References JP-A-60-56146 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 41/06 F02B 17/00 F02D 41 / 02
Claims (1)
射された燃料によって点火栓周りに混合気が集まるよう
に燃焼室内を成層化しうると共に、燃焼室内または給気
通路内に配置された燃料噴射弁からの燃料噴射開始時期
を燃焼室内を成層化する場合よりも早めて燃焼室内に均
一混合気を形成しうる内燃機関において、機関始動時に
おいて機関回転数が予め定められた回転数よりも低いと
きには燃焼室内を成層化し、機関回転数が予め定められ
た回転数よりも高くなったことを検出したら燃焼室内に
均一混合気を形成するようにした内燃機関の燃料噴射制
御装置。1. A fuel chamber that can be stratified so that an air-fuel mixture gathers around an ignition plug by fuel injected from a fuel injection valve disposed in a combustion chamber, and a fuel disposed in the combustion chamber or an air supply passage. In an internal combustion engine that can form a uniform mixture in the combustion chamber earlier than the case where the fuel injection start timing from the injection valve is stratified in the combustion chamber, the engine rotation speed at the time of engine start is higher than a predetermined rotation speed. A fuel injection control device for an internal combustion engine, which stratifies the combustion chamber when the engine speed is low, and forms a uniform air-fuel mixture in the combustion chamber when detecting that the engine speed is higher than a predetermined engine speed.
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JPH04311637A JPH04311637A (en) | 1992-11-04 |
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