JP3582264B2 - Fuel injection control device and control method for direct injection spark ignition type internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料を燃料噴射弁によりシリンダ内に直接噴射し、かつ点火栓により着火させる直噴型火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置および制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、電磁式燃料噴射弁の噴孔をシリンダ内に臨ませて設置し、該燃料噴射弁によって燃料をシリンダ内に直接噴射する構成の直噴型火花点火式内燃機関が知られている(例えば、特開昭57一62915号公報、特開平8−35429号公報等参照)。この種の直噴型火花点火式内燃機関においては、混合気の成層化を実現するために、ピストン冠面に凹部を備えているものが多い。
【0003】
この直噴型火花点火式内燃機関によれば、内燃機関の低負荷時には、主に圧縮行程中に、ピストン冠面に形成された凹部に向かって燃料を噴射することにより、混合気を成層化させて形成することができ、超希薄燃焼が可能となる。そのため、低負荷時における燃料消費率を低減できる。また、機関の高負荷時には、主に吸気行程中に燃料を噴射することで、均質な混合気を形成することができ、高いトルクを確保することできる、という利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記直噴型火花点火式内燃機関にあっては、均質な混合気を生成すべく主に吸気行程中に燃料噴射を行う場合に、噴射された燃料液滴がピストン冠面に形成された凹部内に進入してしまうと、ピストン凹部内にその燃料が滞留し、吸気行程から圧縮行程にかけてシリンダ全体に十分に拡散混合されないため、結果として圧縮上死点における燃焼室内の混合気分布に濃淡が生じ、燃焼が悪化してトルクが低減してしまう、という問題があった。
【0005】
この問題を回避するためには、燃料がピストン凹部内に進入せずに良好な燃焼が得られる噴射開始時期を実験的に求める必要があり、時間的にも費用的にも大きな負担となる。特に、吸気行程中の燃料噴射における燃料噴射時期を固定的に設定したのでは、機関運転条件が変化したときに、燃料がピストン凹部内に進入してしまう恐れがあり、それだけ大きな余裕を見込まねばならないので、燃料噴射開始が過度に遅くなってしまう可能性がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、機関運転条件に応じた最適な燃料噴射開始時期を実験的手法によらずに得ることを目的とする。すなわち、この発明に係る直噴型火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置は、図1に示すように、ピストン冠面に燃焼室の一部となる凹部を有し、かつ燃料噴射弁4によりシリンダ内に燃料を直接噴射する直噴型火花点火式内燃機関において、機関の運転状態を検出する手段1と、吸気行程中に燃料噴射を行う場合に、燃料噴射弁4の取付位置および取付角度と噴霧の速度から噴霧の先端の位置を求めるとともに、クランクピン半径、コンロッド長さおよびピストン冠面の形状から、ピストン冠面凹部における燃料噴射弁と向かい合う外縁部の位置を求め、上記噴霧の先端が上記ピストン冠面凹部の外縁部よりピストン冠面凹部の内側に入らないように燃料噴射開始時期を設定する手段2と、この燃料噴射開始時期設定手段で設定された噴射開始時期に応じて前記燃料噴射弁4による燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段3と、を備えていることを特徴としている。
【0007】
すなわち、吸気行程中に燃料が噴射される場合には、下降していくピストン冠面へ向けて燃料噴射弁4から燃料が噴射されることになるが、その噴霧の先端位置は、燃料噴射弁4の取付位置および取付角度と噴霧の速度から、噴射後の経過時間に対応して一義的に定まる。また、ピストンの下降位置はクランクピン半径とコンロッド長さとによってクランク角に対応して一義的に定まるので、この噴霧が向かおうとするピストン冠面凹部の外縁部の位置は、このピストン位置とピストン冠面の形状からクランク角に対応して定まる。取付角度に沿って進む燃料噴霧の先端がピストン冠面に到達したときに、噴霧の先端のピストン径方向の位置が、すでにピストン凹部より外側に位置していれば、燃料の少なくとも大部分はピストン凹部へ進入しない。従って、燃料噴射開始時期設定手段2では、噴霧の先端位置とピストン冠面凹部の外縁部位置との関係から、燃料噴霧がピストン凹部に進入しない燃料噴射開始時期を、機関運転状態に応じて逐次設定するのである。
【0008】
より具体的には、請求項1の発明においては、機関の回転速度を検出する手段と、ピストンが下降する吸気行程中に燃料噴射を行う場合に、燃料噴射弁の取付位置および取付角度と噴霧の速度から定まる噴霧の先端の位置と、クランク角により定まるピストン冠面凹部における燃料噴射弁と向かい合う外縁部の位置との関係から、上記噴霧の先端が上記ピストン冠面凹部の外縁部より該凹部の内側に入らないように機関回転速度に対応して燃料噴射開始時期を設定する手段と、この燃料噴射開始時期設定手段で設定された噴射開始時期に応じて前記燃料噴射弁による燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段と、を備えている。
【0009】
すなわち、前述のパラメータの中で、燃料噴射弁4の取付位置および取付角度と噴霧の速度、ならびに、クランク半径、コンロッド長さおよびピストン冠面の形状はいずれも内燃機関によって既知の値となり、また時間とクランク角との関係は、機関回転速度によって定まるので、機関回転速度に応じた最適燃料噴射開始時期を予め求めておけば、これから機関回転速度に対応する値を直ちに求めることができる。
【0010】
また請求項2は、ピストン冠面に燃焼室の一部となる凹部を有し、かつ燃料噴射弁によりピストンが下降する吸気行程中にシリンダ内に燃料を直接噴射する直噴型火花点火式内燃機関の燃料噴射制御方法に関するものであり、
機関の回転速度を検出し、
燃料噴射弁の取付位置および取付角度と噴霧の速度から噴射開始後の経過時間に対応する噴霧の先端の位置を求め、
クランクピン半径、コンロッド長さおよびピストン冠面の形状から、ピストン冠面凹部における燃料噴射弁と向かい合う外縁部のクランク角に対応する位置を求め、
上記噴霧の先端が上記ピストン冠面凹部の外縁部より該凹部の内側に入らないように、機関回転速度に対応して燃料噴射開始時期を設定し、
この設定された噴射開始時期に応じて前記燃料噴射弁による燃料噴射を制御することを特徴としている。
【0011】
【発明の効果】
この発明に係る直噴型火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置および方法によれば、時間の関数となる噴霧の先端位置とクランク角の関数となるピストン冠面凹部の外縁部位置との相対関係に基づいて、噴霧がピストン冠面凹部内に進入しないように燃料噴射開始時期を設定するので、主に機関高負荷時等において、燃焼室内の混合気の濃淡に起因する燃焼の悪化ならびにトルクの低下を防止できる。特に、このような最適な燃料噴射開始時期を、実験的手法によらずに設定することが可能となり、かつ機関運転条件の変化に拘わらず常に最適時期に維持することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0013】
図2は、本発明が適用される直噴型火花点火式内燃機関の機械的構成を示すもので、この内燃機関は、主にシリンダヘッド11およびシリンダブロック12から構成されており、かつシリンダブロック12内に複数のシリンダ13が形成されている。上記シリンダ13にはピストン14が摺動可能に嵌合しており、またシリンダ13を覆うシリンダヘッド11下面には、燃焼室の一部となる凹部が形成されているとともに、ここに一対の吸気ポート15および一対の排気ポート16が接続され、かつそれぞれを吸気弁17および排気弁18が開閉している。これらの4つの吸気弁17,排気弁18の中央つまりシリンダ13の中心位置には、点火栓19が配置されている。
【0014】
またシリンダ13の上端の吸気弁17側の外周部には、噴射パルス信号によって開閉する電磁式燃料噴射弁20が直接シリンダ13内に臨んで配設されている。この燃料噴射弁20は、先端の噴孔から該燃料噴射弁20の中心軸線に沿って燃料を噴射するものであって、図示するように、斜め下方へ向けて傾斜した姿勢で取り付けられている。そのシリンダ水平面に対する取付角度はθinjである。
【0015】
ピストン14の冠面には、燃焼室の一部となる凹部21が形成されている。この凹部21は、ピストン14の冠面の一方に偏った範囲、詳しくは燃料噴射弁20側に偏った範囲に部分的に形成されており、ピストン14の外周部付近からピストン14中心を含むように形成されている。そして、この凹部21の排気弁18側の外縁部21aが燃料噴射弁20の噴孔と対向するようになっている。
【0016】
上記の燃料噴射弁20や点火栓19を制御する制御装置22は、いわゆるマイクロコンピュータシステムとして、CPU,ROM,RAM,I/O等から構成ざれている。この制御装置22には、内燃機関の吸入空気量を検出するエアフロメータ23、機関クランク角位置を検出するクランク角センサ24、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ25等の機関運転状態を検出するセンサ類からの検出信号が入力されている。そして、後述するように、検出した機関運転状態に応じて燃料噴射開始時期を設定し、燃料噴射弁20を駆動するようになっている。
【0017】
次に、燃料噴霧をピストン14冠面の凹部21に進入させないように燃料噴射開始時期を設定する具体的手段について説明する。なお、基本的に、機関低負荷時には、燃料は主に圧縮行程中にピストン14の凹部21へ入るように噴射され、機関高負荷時には、均質な混合気を得るべく吸気行程中に噴射されるようになっている。吸気行程中に燃料噴射を行う場合には、クランク角に従って下降するピストン14を、燃料噴射弁20から噴射された燃料噴霧が追いかける形になる。
【0018】
図2中に示すようにシリンダ13の軸線方向をY軸、これと直交し、かつ燃料噴射弁20を通る面に沿った方向をX軸とした座標軸に従って、燃料噴霧Fの先端の位置を(Xspray,Yspray)とし、ピストン凹部21の噴射弁に対向する側の外縁部21aの位置を(Xpis,Ypis)とすると、燃料噴霧Fの先端がピストン凹部21内に進入しない条件は、Yspray>Ypisのとき、Xspray>Xpisとなることである。
【0019】
すなわち、燃料噴霧Fの先端がピストン14冠面に到達したときに、噴霧Fの先端のX座標がすでにピストン凹部21の外縁部21aより外側つまり排気弁18側に位置していれば、燃料の少なくとも大部分は、ピストン凹部21へ進入しない。
【0020】
ここで、上記の各座標Xspray,Yspray,Xpis,Ypisは、それぞれ以下のように計算することができる。
【0021】
燃料噴霧の速度をVspray、燃料が噴射開始されてからの経過時間をTspray、燃料噴射弁20の取付位置の座標を(Xinj,Yinj)、取付角度を上述のようにθinjとすると、噴霧の先端の座標(Xspray,Yspray)は、下記の式でそれぞれ示される。
【0022】
【数1】
Xspray=Xinj十Vspray・Tspray・sin(θinj)
【0023】
【数2】
Yspray=Yinj十Vspray・Tspray・cos(θinj)
また、ビストン凹部21の燃料噴射弁20に対向する側の外縁部21aの位置の座標は、ビストン14の形状、クランク半径R、コンロッド長さCONLおよび上死点からのクランク角度CAを用いて、下記の式によりそれぞれ示される。
【0024】
【数3】
Xpis(=const.)
【0025】
【数4】
Ypis=Ypis1+Ypis2=(R+CONL−R・cos(CA)−sqrt(CONL2−(R・sin(CA))2))+Ypis2
ここでYpis1はシリンダ3上端からピストン14上面までの距離、Ypis2はピストン14上面から外縁部21a先端までの距離である。なお、sqrtは平方根である。
【0026】
燃料噴射を開始するクランク角度をCAinjとすると、TsprayとCAinjとの間には、次式の関係がある。
【0027】
【数5】
Tspray=(60/Ne)・1000・(1/360)・(CA‐CAinj)
ここで、Neは機関回転速度(rpm)である。
【0028】
以上の式より、Yspray>Ypisのときに、Xspray>Xpisとなる燃料噴射開始クランク角度CAinjの範囲を求めることができる。この演算は、制御装置22によって逐次行うことも可能ではあるが、機関回転速度Ne以外は予め知り得るパラメータであるため、各機関回転速度Neに対応する燃料噴射開始クランク角CAinjを予め計算により求めて、制御装置22内に記憶させておき、機関運転状態に応じてこれを引用する手法が現実的である。なお、燃料噴霧の速度Vsprayは、燃料噴射弁20の特性と燃圧とによって定まる。
【0029】
次に、図3および図4を用いて本発明の作用を説明する。図3は、本発明によらない燃料噴射開始時期の設定方法において発生する現象を説明するものである。吸気行程初期に燃料噴射弁20から噴射された燃料は、ピストン14が上死点に近い位置に存在するため、その多くがピストン14冠面の凹部21に進入してしまう。その後、ピストン14の下降に伴い燃料噴霧はシリンダ13内全体に拡散するようになるが、ピストン14の凹部21内に捉えられた燃料は、吸気〜圧縮行程にかけても、ほとんど拡散・混合が進まず、圧縮上死点まで凹部21内に留まり続ける。その結果、圧縮上死点において、燃焼室内の混合気は、点火栓19近傍がリーンでピストン凹部21内がリッチとなった濃淡のある分布となり、これが原因で燃焼が悪化し、トルクの低下等を生じることがある。
【0030】
これに対して、本発明によって設定された燃料噴射開始時期CAinjによれば、図4に示すように、下降するピストン14を追うように燃料が噴射されるが、燃料噴霧の先端はピストン14の凹部21に達することがない。仮に噴霧先端がピストン14に追いついたとしても、噴霧中心は凹部21よりも排気弁18側の冠面に衝突することになり、燃料は殆ど凹部21内に進入しない。従って、燃料噴霧はシリンダ3内全体に拡散・混合する。その結果、圧縮上死点において均質な混合気が形成され、良好な燃焼が得られる。そのためトルク低下等を生じることがない。
【0031】
図2に示した各部の寸法等に具体的な数値を入れて、上記計算を行ってみると、Xinj=−40(mm)、Yinj=−8(mm)、Xpis=7(mm)、Ypis2=−6(mm)、Vspray=20(mm/ms)、R=43(mm)、CONL=136(mm)、θinj=33(deg.)、Ne=1600(rpm)のときに、燃料噴霧がピストン14冠面の凹部21に進入しない燃料噴射開始時期CAinjは、CAinj≧80deg.ATDCとなる。
【0032】
図5は、燃料噴射開始時期(クランク角)をパラメータとする軸トルクの変化を、上記の寸法を有する実機を用いた実験によって測定した結果を示している。なお、機関回転速度は1600rpmである。この場合、図示するように、燃料噴射開始クランク角度がおよそ80deg.ATDC以前においてはトルクの低下が見られる。これは上述した混合気の不均一に起因するものと考えられる。これに対し、およそ80deg.ATDC以降では、トルク低下は発生しておらず、良好な燃焼が行われている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示す機能ブロック図。
【図2】本発明の一実施例の構成を示す構成説明図。
【図3】本発明によらない燃料噴射開始時期による混合気形成の状態を示す説明図。
【図4】本発明による燃料噴射開始時期による混合気形成の状態を示す説明図。
【図5】本発明の効果を示す実験結果を示した特性図。
【符号の説明】
1…運転状態検出手段
2…燃料噴射開始時期設定手段
3…燃料噴射制御手段
4…燃料噴射弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection control device and a control method for a direct injection spark ignition type internal combustion engine in which fuel is directly injected into a cylinder by a fuel injection valve and ignited by an ignition plug.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a direct injection type spark ignition type internal combustion engine in which an injection hole of an electromagnetic fuel injection valve is installed facing a cylinder and fuel is directly injected into the cylinder by the fuel injection valve ( For example, see JP-A-57-162915 and JP-A-8-35429. Many of such direct-injection spark ignition type internal combustion engines are provided with a concave portion on the piston crown surface in order to realize stratification of the air-fuel mixture.
[0003]
According to this direct injection type spark ignition type internal combustion engine, when the internal combustion engine is under a low load, the mixture is stratified by injecting fuel toward the concave portion formed on the piston crown surface mainly during the compression stroke. It can be formed by super-lean combustion. Therefore, the fuel consumption rate at low load can be reduced. In addition, when the engine is under a high load, there is an advantage that a homogeneous air-fuel mixture can be formed by injecting fuel mainly during the intake stroke, and a high torque can be secured.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the direct injection type spark ignition type internal combustion engine, when fuel injection is performed mainly during the intake stroke in order to generate a homogeneous mixture, the injected fuel droplets are formed on the piston crown surface. When the fuel enters the recess, the fuel stagnates in the piston recess and is not sufficiently diffused and mixed in the entire cylinder from the intake stroke to the compression stroke. There is a problem that shading occurs, combustion deteriorates, and torque decreases.
[0005]
In order to avoid this problem, it is necessary to experimentally determine the injection start timing at which good combustion can be obtained without fuel entering the piston concave portion, which imposes a heavy burden on time and cost. In particular, if the fuel injection timing in the fuel injection during the intake stroke is fixedly set, when the engine operating conditions change, the fuel may enter the piston recess, so that a large margin must be provided. Therefore, the start of fuel injection may be excessively delayed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and has as its object to obtain an optimum fuel injection start timing according to an engine operating condition without using an experimental method. That is, the fuel injection control device for a direct injection spark ignition type internal combustion engine according to the present invention has, as shown in FIG. In a direct-injection spark ignition type internal combustion engine in which fuel is directly injected into a cylinder, means 1 for detecting an operating state of the engine, and a mounting position and a mounting angle of a fuel injection valve 4 when performing fuel injection during an intake stroke And the position of the outer edge facing the fuel injection valve in the recess of the piston crown surface from the crankpin radius, connecting rod length and the shape of the piston crown surface. 2 for setting the fuel injection start timing so that the fuel injection does not enter the inside of the piston crown recess from the outer edge of the piston crown recess, and the injection set by the fuel injection start timing setting means. And fuel injection control means 3 for controlling the fuel injection by the fuel injection valve 4 in accordance with the start timing, it is characterized in that it comprises a.
[0007]
That is, when the fuel is injected during the intake stroke, the fuel is injected from the fuel injection valve 4 toward the descending piston crown surface. It is uniquely determined from the mounting position and mounting angle of No. 4 and the speed of spraying, corresponding to the elapsed time after injection. Further, since the lowering position of the piston is uniquely determined according to the crank angle by the crankpin radius and the connecting rod length, the position of the outer edge of the piston crown concave portion to which the spray is directed is determined by the piston position and the piston position. It is determined according to the crank angle from the shape of the crown. When the tip of the fuel spray that proceeds along the mounting angle reaches the piston crown surface, at least the majority of the fuel is injected into the piston if the tip of the spray in the radial direction of the piston is already located outside the piston recess. Do not enter the recess. Therefore, the fuel injection start timing setting means 2 sequentially determines the fuel injection start timing at which the fuel spray does not enter the piston concave portion according to the engine operating state, based on the relationship between the tip position of the spray and the outer edge position of the piston crown concave portion. Set it.
[0008]
More specifically, according to the first aspect of the present invention, when the fuel is injected during the intake stroke in which the piston descends , the means for detecting the rotational speed of the engine, From the relationship between the position of the tip of the spray determined from the speed of the fuel injection valve and the position of the outer edge facing the fuel injection valve in the piston crown recess determined by the crank angle, the tip of the spray is more recessed than the outer edge of the piston crown recess. Means for setting the fuel injection start timing corresponding to the engine rotation speed so as not to enter the inside of the engine, and controlling the fuel injection by the fuel injection valve according to the injection start timing set by the fuel injection start timing setting means. Fuel injection control means.
[0009]
That is, among the above-mentioned parameters, the mounting position and the mounting angle of the fuel injection valve 4 and the spray speed, and the crank radius, the connecting rod length, and the shape of the piston crown are all known values by the internal combustion engine, and Since the relationship between the time and the crank angle is determined by the engine speed, a value corresponding to the engine speed can be immediately obtained from the optimum fuel injection start timing according to the engine speed.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a direct injection type spark ignition type internal combustion engine having a concave portion which becomes a part of a combustion chamber on a piston crown surface, and directly injecting fuel into a cylinder during an intake stroke in which a piston descends by a fuel injection valve. The present invention relates to a fuel injection control method for an engine,
Detects engine speed,
From the mounting position and mounting angle of the fuel injection valve and the spray speed, the position of the tip of the spray corresponding to the elapsed time after the start of the injection is obtained,
From the crankpin radius, the connecting rod length and the shape of the piston crown surface, the position corresponding to the crank angle of the outer edge portion facing the fuel injection valve in the piston crown recess,
The fuel injection start timing is set in accordance with the engine speed so that the tip of the spray does not enter the inside of the recess from the outer edge of the piston crown recess,
The fuel injection by the fuel injection valve is controlled according to the set injection start timing.
[0011]
【The invention's effect】
According to the fuel injection control device and method for a direct injection spark ignition type internal combustion engine according to the present invention, the relative position between the tip position of the spray as a function of time and the outer edge position of the piston crown concave portion as a function of the crank angle is determined. Based on the relationship, the fuel injection start timing is set so that the spray does not enter into the recess of the piston crown surface.Therefore, mainly at the time of a high engine load, etc., the deterioration of combustion and the torque caused by the concentration of the mixture in the combustion chamber are reduced. Can be prevented from decreasing. In particular, it is possible to set such an optimum fuel injection start timing without using an experimental method, and it is possible to always maintain the optimum fuel injection start timing irrespective of changes in engine operating conditions.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 2 shows a mechanical configuration of a direct injection type spark ignition type internal combustion engine to which the present invention is applied. This internal combustion engine mainly comprises a
[0014]
An electromagnetic
[0015]
A
[0016]
The
[0017]
Next, specific means for setting the fuel injection start timing so that the fuel spray does not enter the
[0018]
As shown in FIG. 2, the position of the tip of the fuel spray F is set according to a coordinate axis in which the axis direction of the
[0019]
That is, when the tip of the fuel spray F reaches the crown surface of the
[0020]
Here, the coordinates Xspray, Yspray, Xpis, and Ypis can be calculated as follows.
[0021]
Assuming that the speed of the fuel spray is Vspray, the elapsed time from the start of fuel injection is Tspray, the coordinates of the mounting position of the
[0022]
(Equation 1)
Xspray = Xinj tens Vspray · Tspray · sin (θinj)
[0023]
(Equation 2)
Yspray = Yinj tens Vspray · Tspray · cos (θinj)
The coordinates of the position of the
[0024]
(Equation 3)
Xpis (= const.)
[0025]
(Equation 4)
Ypis = Ypis1 + Ypis2 = (R + CONL-R · cos (CA) -sqrt (CONL 2 - (R · sin (CA)) 2)) + Ypis2
Here, Ypis1 is the distance from the upper end of the cylinder 3 to the upper surface of the
[0026]
Assuming that the crank angle at which fuel injection starts is CAinj, there is a relationship between Tspray and CAinj as follows.
[0027]
(Equation 5)
Tspray = (60 / Ne) · 1000 · (1/360) · (CA-CAinj)
Here, Ne is the engine speed (rpm).
[0028]
From the above expression, when Yspray> Ypis, the range of the fuel injection start crank angle CAinj satisfying Xspray> Xpis can be obtained. Although this calculation can be performed sequentially by the
[0029]
Next, the operation of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 illustrates a phenomenon that occurs in the method for setting the fuel injection start timing not according to the present invention. Most of the fuel injected from the
[0030]
On the other hand, according to the fuel injection start timing CAinj set by the present invention, as shown in FIG. 4, the fuel is injected so as to follow the
[0031]
When a specific numerical value is put in the dimensions of each part shown in FIG. 2 and the above calculation is performed, Xinj = −40 (mm), Yinj = −8 (mm), Xpis = 7 (mm), Ypis2 = -6 (mm), Vspray = 20 (mm / ms), R = 43 (mm), CONL = 136 (mm), θinj = 33 (deg.), Ne = 1600 (rpm) The fuel injection start timing CAinj at which the fuel does not enter the
[0032]
FIG. 5 shows the result of measuring the change in the shaft torque using the fuel injection start timing (crank angle) as a parameter by an experiment using an actual machine having the above dimensions. The engine speed is 1600 rpm. In this case, as shown, the fuel injection start crank angle is approximately 80 deg. Before ATDC, a decrease in torque is observed. This is considered to be due to the non-uniformity of the mixture described above. In contrast, about 80 deg. After ATDC, torque reduction has not occurred, and good combustion is being performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of the present invention.
FIG. 2 is a configuration explanatory diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of air-fuel mixture formation at a fuel injection start timing not according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state of air-fuel mixture formation at a fuel injection start timing according to the present invention.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing experimental results showing the effects of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Operating state detection means 2 ... Fuel injection start timing setting means 3 ... Fuel injection control means 4 ... Fuel injection valve
Claims (2)
機関の回転速度を検出する手段と、
ピストンが下降する吸気行程中に燃料噴射を行う場合に、燃料噴射弁の取付位置および取付角度と噴霧の速度から定まる噴霧の先端の位置と、クランク角により定まるピストン冠面凹部における燃料噴射弁と向かい合う外縁部の位置との関係から、上記噴霧の先端が上記ピストン冠面凹部の外縁部より該凹部の内側に入らないように機関回転速度に対応して燃料噴射開始時期を設定する手段と、
この燃料噴射開始時期設定手段で設定された噴射開始時期に応じて前記燃料噴射弁による燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段と、
を備えていることを特徴とする直噴型火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置。In a direct-injection spark-ignition internal combustion engine having a concave portion that becomes a part of a combustion chamber in a piston crown surface, and injecting fuel directly into a cylinder by a fuel injection valve,
Means for detecting the rotational speed of the engine;
When performing fuel injection during the intake stroke in which the piston descends, the position of the tip of the spray determined from the mounting position and the mounting angle of the fuel injection valve and the speed of the spray, and the fuel injection valve in the piston crown recess determined by the crank angle Means for setting the fuel injection start timing in accordance with the engine speed so that the tip of the spray does not enter inside the recess from the outer edge of the piston crown recess from the relationship with the position of the facing outer edge,
Fuel injection control means for controlling fuel injection by the fuel injection valve according to the injection start timing set by the fuel injection start timing setting means,
A fuel injection control device for a direct injection spark ignition type internal combustion engine, comprising:
機関の回転速度を検出し、
燃料噴射弁の取付位置および取付角度と噴霧の速度から噴射開始後の経過時間に対応する噴霧の先端の位置を求め、
クランク半径、コンロッド長さおよびピストン冠面の形状から、ピストン冠面凹部における燃料噴射弁と向かい合う外縁部のクランク角に対応する位置を求め、
上記噴霧の先端が上記ピストン冠面凹部の外縁部より該凹部の内側に入らないように、機関回転速度に対応して燃料噴射開始時期を設定し、
この設定された噴射開始時期に応じて前記燃料噴射弁による燃料噴射を制御することを特徴とする直噴型火花点火式内燃機関の燃料噴射制御方法。Fuel injection control method for a direct-injection spark ignition type internal combustion engine having a concave portion that becomes a part of a combustion chamber on a piston crown surface and directly injecting fuel into a cylinder during an intake stroke in which a piston is lowered by a fuel injection valve At
Detects engine speed,
From the mounting position and mounting angle of the fuel injection valve and the spray speed, the position of the tip of the spray corresponding to the elapsed time after the start of the injection is obtained,
From the crank radius, the connecting rod length and the shape of the piston crown, the position corresponding to the crank angle of the outer edge facing the fuel injection valve in the piston crown recess,
The fuel injection start timing is set in accordance with the engine speed so that the tip of the spray does not enter the inside of the recess from the outer edge of the piston crown recess,
A fuel injection control method for a direct-injection spark ignition type internal combustion engine, comprising controlling fuel injection by the fuel injection valve according to the set injection start timing.
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