JP3763176B2 - 筒内噴射式エンジン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの燃焼室内に直接燃料を噴射するように配置されたインジェクタを備えて、所定運転領域で成層燃焼が行われるようにした筒内噴射式エンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平６−１２３２４４号公報に示されるように、インジェクタからの燃料噴射量を制御する制御手段により、低速低負荷時には空燃比を比較的リーン（例えばＡ／Ｆ＝２２〜２３）とし、出力時には空燃比を比較的リッチ（例えばＡ／Ｆ＝１２〜１５）とするというように運転状態に応じて空燃比を変更するとともに、吸気通路に介設されたスワール制御弁により運転状態に応じて燃焼室内のスワール発生状態をコントロールするようにしたエンジンは知られている。
【０００３】
さらに上記公報に示されたエンジンでは、空燃比の切り換え時のエンジン運転状態に応じてスワール制御弁開閉切り換え時の開閉速度を制御する制御状態を設け、空燃比をリーン制御域からリッチ制御域に切り換える加速時等にはスワール制御弁を速く開くようにすることで吸入空気量を速やかに増加させて加速性を良くし、逆にリッチ制御域からリーン制御域に切り換える減速時等にはスワール制御弁の作動を緩やかに行なわせることでトルクの急変を抑制するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に示されているエンジンでは、空燃比が所定のリーンとリッチとの間で切り換わるときのトルク変動やエミッションに関する対策として、空燃比の切り換わり時にスワール制御弁の開閉速度を変化させるようにしているが、燃焼室に直接燃料を噴射するインジェクタを設けて低負荷時等に成層燃焼を行なうようにした筒内噴射式エンジンにおいて成層状態の調整のためにスワール制御弁を制御する場合に、上記公報に示されているものとは異なった、次のような課題が生じる。
【０００５】
すなわち、筒内噴射式エンジンにおいては、低負荷域等で、上記インジェクタから圧縮行程で燃料が噴射されることにより、燃焼室全体としての空燃比が例えば４０以上のリーンでありながら点火プラグ回りに適度の空燃比の混合気が偏在する状態とされて成層燃焼が行われるが、この場合、とくに燃料噴射量が少ないアイドル運転域付近では燃料の分散を避けるためスワールを弱めることが要求され、これより燃料噴射量が多くなると、点火プラグ回りの混合気が過濃とならないようにある程度は燃料を分散させるためスワールを強めることが要求される。
【０００６】
従って、成層燃焼が行われる運転領域の中では、燃料噴射量が多くなる高負荷側ほどスワールが強められるようにスワール制御弁が制御されることが望ましい。このような制御を行なう場合に、成層燃焼が行われる運転領域内で高負荷側に運転状態が変化して燃料噴射量が増加したときに、その運転状態の変化に応じたスワール制御弁の作動に応答遅れが生じると、スワールが要求値よりも弱くなるために点火プラグ回りの燃料が過濃となることで燃焼性が悪化し、失火を招き易くなるため、このような場合のスワール制御弁の作動の応答性を高めることが要求される。ところが、単にスワール制御弁の開閉作動の応答性を高めようとすると、その動作の安定性が悪くなるという問題が生じる。
【０００７】
具体的に説明すると、スワール制御弁は負圧式アクチュエータによって作動されるようにしたものが一般的であり、この種のものでは上記アクチュエータにソレノイドバルブを介して負圧導入通路と大気圧導入通路とが接続され、負圧導入と大気圧導入との割合がデューティコントロールされることでアクチュエータに対する導入圧力が調節されるようになっている。このようなものにおいて作動の応答性を高めるには上記負圧導入通路及び大気圧導入通路の両方の流通面積を大きくすることが考えられるが、このようにすると、デューティコントロールによる導入圧力の変動が大きくなるため動作の安定性が損なわれ易くなる。
【０００８】
また、スワール制御弁はステップモータで駆動するようなタイプもあるが、このようなものにおいて開弁方向、閉弁方向のいずれについてもにパルス入力間隔を小さくすることで応答性を高めるようにすると、脱調を招き易くなるという不都合がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑み、成層燃焼が行われる運転領域内での高負荷側への運転状態の変化に応じてスワール制御弁が開度減少方向に作動するときの応答性を高めることにより運転状態変動時にも成層燃焼による燃焼性を良好に保つことができ、しかも、スワール制御弁の動作の安定性が損なわれることを防止することができる筒内噴射式エンジンを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンの燃焼室内に直接燃料を噴射するように配置されたインジェクタと、所定運転領域で成層燃焼が行われるように上記インジェクタからの燃料噴射を制御する制御手段とを備えるとともに、吸気によって燃焼室内に生成されるスワールをコントロールする開度調節可能なスワール制御弁を吸気通路に設け、このスワール制御弁の開度が小さくなるにつれて上記スワールが強化されるように構成した筒内噴射式エンジンにおいて、上記成層燃焼が行われる運転領域で、燃料噴射量が多くなる高負荷側ほど上記スワール制御弁の開度を小さくするようにエンジン負荷とスワール制御弁の開度との対応関係を設定するとともに、上記負荷の変化に伴うスワール制御弁の開度変化の応答性を開度減少方向と開度増加方向とで異ならせて、スワール制御弁の開度減少方向の動作を開度増加方向の動作よりも速くするように設定したものである。
【００１１】
この構成によると、成層燃焼が行われる運転領域内で運転状態が高負荷側に変化して燃料噴射量が増加したとき、スワール制御弁が開度減少方向に作動することによってスワールが強化され、とくにこの動作が速やかに行われることにより、一時的に点火プラグ付近の混合気が過濃となるといった事態が避けられ、燃焼性が良好に保たれる。しかも、スワール制御弁の開度減少方向の動作のみが速くされているので、動作の安定性が著しく悪化するようなことはない。また、運転状態が低負荷側に変化して燃料噴射量が減少するときには上記スワール制御弁の動作の遅れによってスワールが多少強過ぎる状態が一時的に生じるが、この状態では点火プラグ付近が多少リーン化することで燃焼性が悪化する傾向が生じる反面、スワールによる燃料の気化、霧化の促進等が燃焼性を向上する方向に働くので、著しい燃焼性の悪化を招くことがない。
【００１２】
この発明において、所定負荷より低負荷側の領域で、噴射すべき燃料の全部もしくは一部を上記インジェクタから圧縮行程で噴射することにより成層燃焼が行われるようにする一方、所定負荷以上の高負荷運転領域では上記インジェクタから吸気行程で燃料を噴射することにより均一燃焼が行われるようになっている場合、少なくとも上記成層燃焼が行われる領域でスワール制御弁の開度減少方向の動作を開度増加方向の動作よりも速くするように設定しておけばよい。
【００１３】
また、上記スワール制御弁のアクチュエータを負圧式アクチュエータにより構成し、このアクチュエータに対して負圧導入と大気圧導入との割合をデューティコントロールすることにより導入圧力を調節する導入圧力調節手段を設けている場合、スワール制御弁を開度減少方向に作動するときの導入圧力の変化を開度増加方向に作動するときの導入圧力の変化と比べて速くするように導入圧力調節手段の通路を構成しておけばよい。
【００１４】
また、少なくとも成層燃焼が行われる運転領域内でのエンジン負荷の上昇時に、そのエンジン負荷の上昇に応じた燃料噴射量の増加を、スワール制御弁の開度減少方向の作動に対応したタイミングで行なわせる燃料噴射調整手段を設けておくようにしてもよい。
【００１５】
このようにすると、成層燃焼が行われる運転領域において、エンジン負荷の上昇に応じた燃料噴射量の増加とスワールの強化との対応性がより一層高められる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１において、エンジン本体１は複数の気筒２を有し、各気筒２内にピストン３が装填されており、このピストン３の上方に燃焼室４が形成されている。この燃焼室４には吸気ポート及び排気ポートが開口し、当実施形態では、図２にも示すように、第１，第２の２つの吸気ポート５，６と２つの排気ポート７，８とが燃焼室４に開口し、各吸気ポート５，６及び各排気ポート７，８がそれぞれ吸気弁９及び排気弁１０によって開閉されるようになっている。
【００１８】
上記燃焼室４の中央部には点火プラグ１１が配設され、そのプラグ先端が燃焼室４内に臨んでいる。また、燃焼室４内には側方からインジェクタ１２の先端部が臨み、このインジェクタ１２から燃焼室４内に直接燃料が噴射されるように構成されている。上記インジェクタ１２は、図略のニードル弁及びソレノイドを内蔵し、このソレノイドにインジェクタドライバ１３からパルス信号が入力されることにより、そのパルス入力時期に相当する時期にパルス幅に応じた量だけ燃料を噴射するように構成されている。
【００１９】
上記エンジン本体１には吸気通路１５及び排気通路２５が接続されている。上記吸気通路１５には、その上流側から順に、エアクリーナ１６、エアフローセンサ１７、モータ１９により駆動されるエレキスロットル１８、サージタンク２０が設けられている。このサージタンク２０の下流側では吸気通路が気筒別に分岐し、さらに各吸気ポート５，６に対応して第１，第２吸気通路２１，２２に分けられ、その第２吸気通路２２にスワール制御弁２３が設けられている。そして、スワール制御弁２３が第２吸気通路２２を閉鎖した状態では第１吸気通路２１を通って第１吸気ポート５から燃焼室４に導入される吸気により燃焼室４内に強いスワールが生成され、スワール制御弁２３が開かれるにつれて上記スワールが弱められるようになっている。
【００２０】
上記スワール制御弁２３は負圧式のアクチュエータ３０により作動され、このアクチュエータ３０に対して導入圧力調節手段３１が設けられている。
【００２１】
また、排気通路２５には触媒２６等が設けられている。
【００２２】
４０はＥＣＵ（コントロールユニット）であり、このＥＣＵ４０により、上記インジェクタドライバ１３を介してインジェクタ１２からの燃料噴射が制御されるとともに、モータ１９を介してエレキスロットル１８が制御され、かつ、アクチュエータ３０及び導入圧力調節手段３１を介してスワール制御弁２３が制御されるようになっている。
【００２３】
図３は上記スワール制御弁２３のアクチュエータ３０及び導入圧力調節手段３１の具体的構造と制御系統の構成を示している。この図において、上記アクチュエータ３０は、ダイヤフラム３０ａの片側に作動圧室３０ｂを有し、この作動圧室３０ｂに導入される負圧に応じてダイヤフラム３０ａが変位することによりロッド３０ｃ及びレバー３０ｄを介してスワール制御弁２３を作動するもので、負圧の増大につれてスワール制御弁２３を開方向に作動するようになっている。このアクチュエータ３０には、上記ダイヤフラム３０ａの変位を検出することによってスワール制御弁２３の開度を検出するポジションセンサ３２が設けられている。
【００２４】
また、上記導入圧力調節手段３１は、アクチュエータ３０に対して負圧導入と大気圧導入との割合をデューティコントロールすることにより導入圧力を調節するもので、アクチュエータ３０の作動圧室３０ｂに通じる作動圧導入通路３３と、三方ソレノイドバルブからなる第１，第２バルブ３４，３５と、その第１バルブ３４を介して上記作動圧導入通路３３に連通可能な大気圧通路３６と、第２バルブ３５を介して上記作動圧導入通路３３に連通可能な負圧通路３７とを備え、上記大気圧通路３６は図１中に示すエアクリーナ１６に接続され、上記負圧通路３７はバキュームポンプ３８に接続されている。
【００２５】
そして、第１バルブ３４がＯＮのときには大気圧通路３６から作動圧導入通路３３に大気圧が導入され、第２バルブ３５がＯＮのときには負圧通路３７から作動圧導入通路３３に負圧が導入されるようになっており、第１バルブ３４及び第２バルブ３５が互いに逆にＯＮ，ＯＦＦ動作を行なうようにされつつ両バルブ３４，３５がデューティ制御されることにより、アクチュエータ３０の作動圧室３０ｂに対する負圧と大気圧との導入割合が調節される。これによって上記作動圧室３０ｂの導入圧力が調節され、その圧力に応じてスワール制御弁２３の開度が変化する。すなわち、負圧導入割合が増加するとスワール制御弁２３の開度が大きくなり、大気圧導入割合が増加するとスワール制御弁２３の開度が小さくなるように構成されている。
【００２６】
この導入圧力調節手段３１において、スワール制御弁２３を開度減少方向に作動させるときの上記導入圧力の変化が開度増加方向に作動させるときの上記導入圧力の変化と比べて速くなることにより、スワール制御弁２３の開度減少方向の動作を開度増加方向の動作よりも速くするように、通路が構成されている。具体的には、例えば負圧通路３７よりも大気圧通路３６の方が大きな通路面積に形成され、あるいは、負圧通路３７に比較的小径の絞りが設けられる一方、大気圧通路３６には絞りが設けられないか、比較的大径の絞りが設けられることにより、大気圧通路３６の方が負圧通路３７よりも空気流通抵抗が小さくなるように構成されている。
【００２７】
上記ＥＣＵ４０には、上記ポジションセンサ３２と、アクセル開度（アクセルペダルの踏込量）を検出するアクセル開度センサ４１と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ４２とからの信号が入力されている。このＥＣＵ４０は、燃料噴射制御手段４３とスワール制御手段４４とを踏んでいる。
【００２８】
上記燃料噴射制御手段４３は、アクセル開度センサ４１及びエンジン回転数センサ４２等の信号により調べられる運転状態に応じて燃料噴射量及び燃料噴射時期を決定し、インジェクタドライバ１３に指令信号を出力して上記燃料噴射時期にインジェクタ１２へパルス信号を出力させるものであり、所定負荷（所定アクセル開度）以下の低負荷領域では圧縮行程で燃料を噴射させることにより点火プラグ付近に適度の空燃比の混合気を偏在させる成層燃焼状態とし、所定負荷より高負荷の領域では吸気行程で燃料を噴射させることにより燃焼室全体に混合気を分散させる均一燃焼状態とするように、燃料噴射時期を制御する。なお、上記成層燃焼状態では、低負荷時でも上記スロットル弁１８は全開もしくは比較的大きな開度に制御されることにより、燃焼室全体としては空燃比が大幅にリーン化される。
【００２９】
また、上記スワール制御手段４４は、運転状態に応じてスワール制御弁２３の目標開度を設定し、この目標開度と上記ポジションセンサ３２で検出される実開度とを比較し、それに応じて上記第１，第２バルブ３４，３５をデューティ制御することにより、上記実開度が目標開度となるようにフィードバック制御する。
【００３０】
上記目標開度は、例えば負荷に対しては図４に示すような特性に設定される。すなわち、所定負荷以下の成層燃焼領域では、燃料噴射量の少ない低負荷時にはスワールを弱めるべく制御弁開度（スワール制御弁２３の目標開度）が大きくされ、負荷が高くなって燃料噴射量が増加するにつれ、スワールを強めるべく制御弁開度が小さくされる。また、上記所定負荷より高負荷側の均一燃焼領域では、低負荷側で制御弁開度が小さく、全開負荷に近づくにつれて制御弁開度が大きくされる。
【００３１】
以上のような当実施形態の筒内噴射式エンジンによると、上記所定負荷以下の成層燃焼領域では、上記インジェクタ１２から圧縮行程で燃料が噴射されることにより、燃焼室全体としては空燃比がリーンとされつつ点火プラグ１１付近に適度の空燃比の混合気が偏在する状態となり、成層燃焼が行われる。
【００３２】
この成層燃焼領域において、燃料噴射量の少ないアイドリング時等の極低負荷時には、スワール制御弁２３の開度が大きくされることによりスワールが弱められ、燃料の拡散が防止される。また、成層燃焼領域内で負荷が比較的高くなって燃料噴射量が増加すると、スワール制御弁２３の開度が小さくされることでスワールが強められることにより、ある程度燃料が分散されて、点火プラグ付近の混合気の空燃比が適度に調整され、良好な成層燃焼状態が保たれる。
【００３３】
ところで、図４及び図５に示すように成層燃焼領域内で極低負荷Ａ１から比較的高負荷Ａ２へ運転状態が変化したとき、負荷Ａ２に対応する目標開度と実開度との比較に基づき、上記アクチュエータ３０の作動圧室３０ｂに対して大気圧導入割合が増加するようにバルブ３４，３５がデューティ制御されることにより、スワール制御弁２３が開度減少方向に作動される。このとき、スワール制御弁２３の作動の応答遅れが生じると、スワールが要求よりも弱くなるために点火プラグ１１付近の混合気が過濃となって燃焼室が悪化するが、当実施形態では大気圧通路３６の方が負圧通路３７よりも空気流通抵抗が小さくされることにより大気導入割合増加時の導入圧力の変化が速くなるため、スワール制御弁２３の開度減少方向の作動が短い時間Ｔ１で応答性良く行われ、点火プラグ１１付近の混合気が適正空燃比に保たれる。
【００３４】
一方、成層燃焼領域内で比較的高負荷Ａ２から極低負荷Ａ１へ運転状態が変化したときには、上記アクチュエータ３０の作動圧室３０ｂに対して負圧導入割合が増加するようにバルブ３４，３５がデューティ制御されることにより、スワール制御弁２３が開度増加方向に作動される。このとき、スワール制御弁２３の開度減少方向の作動時と比べると、アクチュエータ３０の作動圧室３０ｂに対する導入圧力の変化が遅くて、スワール制御弁２３が負荷Ａ１に応じた開度にまで開くのに要する時間Ｔ２が長くなるため、その応答遅れの間に一時的にスワールが要求より多少強くなる。しかし、低負荷時にスワールが要求より強くても、それにより点火プラグ１１付近の混合気が多少リーン化する傾向が生じるものの、スワールによって燃料の気化、霧化は促進されるので、大幅に燃焼性が悪化することはない。
【００３５】
つまり、成層燃焼状態において、スワールが負荷に応じた要求値よりも弱くなると、点火プラグ付近が過濃となる傾向と燃料の気化、霧化が悪くなる傾向がともに燃焼性を悪化させる要因となることから、このような傾向を招く負荷上昇時の応答遅れは極力避ける必要があるのに対し、スワールが負荷に応じた要求値よりも強くなると、成層化に及ぼす影響（点火プラグ付近がリーン化する傾向）が燃焼性を悪化させる方向に作用する一方で燃料の気化、霧化に及ぼす影響（気化、霧化の促進）が燃焼性を向上する方向に作用することから、このような傾向を招く負荷低下時の応答遅れはある程度許容される。
【００３６】
そして、このようにスワール制御弁２３の開度増加方向の作動時における上記導入圧力の変化を比較的遅くしておけば、開度減少方向の作動時における上記導入圧力の変化を速くしても、ハンチング等が抑制され、制御の安定性が確保される。
【００３７】
また、上記所定負荷より高負荷側の均一燃焼領域においては、上記インジェクタ１２から吸気行程で燃料が噴射されることにより、燃焼室全体に燃料が拡散されて均一燃焼が行われる。この場合、全開負荷に近づくにつれ、燃料噴射量に見合うように吸気充填量を高めるため、吸気流通面積を大きくして吸気抵抗を低減すべく、スワール制御弁２３の開度が大きくされる。もっとも、均一燃焼領域でのスワール制御弁２３の制御はこの実施形態のものに限定されず、例えば所定高負荷までスワール制御弁２３を一定の小開度に保つようにし、あるいは低回転域では略全開負荷までスワール制御弁２３を小開度に保つ等、燃料噴射量に対して充分な吸気充填量の確保に支障のない範囲でスワールを生成させるように制御してもよい。
【００３８】
なお、上記のような運転状態の変化に応じたスワール制御弁２３の制御に加え、少なくとも成層燃焼領域内でのエンジン負荷の上昇時にそれに応じた燃料噴射量の増加をスワール制御弁２３の開度減少方向の作動に対応したタイミングで行なわせるような燃料噴射調整手段を上記燃料噴射制御手段４３に設けておくようにしてもよい。つまり、成層燃焼領域内でのエンジン負荷の上昇時に、スワール制御弁２３の開度減少方向の動作は速く行なわれるが、それでも若干の応答遅れが生じることがあるので、それに見合うように、上記燃料噴射制御手段４３での演算処理においてエンジン負荷の上昇に応じた燃料噴射量の増加にディレーを持たせるようにしておいてもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、所定負荷以下の成層燃焼領域では圧縮行程で燃料を噴射し、所定負荷より高負荷側の均一燃焼領域では吸気行程で燃料を噴射するようにしているが、圧縮行程で燃料噴射を行なう低負荷域と吸気行程で燃料噴射を行なう高負荷域との間の領域で、吸気行程と圧縮行程とに分けて燃料を噴射する分割噴射により弱成層状態とするようにしてもよい。この場合、図４中に示す成層燃焼領域の中には分割噴射を行なう領域も含まれる。
【００４０】
また、上記実施形態では、スワール制御弁２３を負圧式アクチュエータ３０で駆動するようにしているが、図６に示すように、スワール制御弁５０をステップモータ５１で駆動するようにしてもよく、この場合、例えばスワール制御弁５０を閉弁方向に付勢するスプリング５５をステップモータ５１に組み込むことにより、スワール制御弁５０の開度減少方向の動作を開度増加方向の動作よりも速くするように構成すればよい。
【００４１】
すなわち、図６に示すステップモータ５１は、ケーシング５２に取り付けられた多相巻線からなる固定子５３と、その内部に配置された回転子５４とを有し、その回転子５４にスワール制御弁５０の弁軸５０ａが螺合しており、上記固定子５３の多相巻線に順次パルスが加えられることにより回転子５４が一定角度ずつ回転し、それに伴ってスワール制御弁５０が弁軸方向（図の上下方向）に一定量ずつリフトすることで通路を開閉するようになっている。さらに上記ステップモータ５１には、弁軸５０ａを上方から押圧するコイルスプリング５５が具備され、このスプリング５５によってスワール制御弁５０が閉弁方向に付勢されることにより、スワール制御弁５０の開度減少方向の動作がスプリング５５によって助勢されるようになっている。この実施形態による場合でも、運転状態に応じたスワール制御弁５０の制御は第１の実施形態と同様に行われる。
【００４２】
この構造によると、スワール制御弁５０の開度減少方向の作動時には、その作動がスプリング５５によって助勢されるため、パルス間隔を短くして急速にステップモータ５１を駆動しても脱調が生じにくくなり、一方、スワール制御弁５０の開度減少方向の作動時には、スプリング５５が抵抗となるため、脱調を避けるにはパルス間隔を長くしてステップモータ５１を緩やかに駆動する必要がある。従って、図７に示すように、スワール制御弁５０の開度減少方向の弁リフト変化が開度増加方向の弁リフト変化よりも速くなる。これにより、第１の実施形態と同様の作用が得られる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明は、燃焼室内に直接燃料を噴射するインジェクタとスワール制御弁とを有するエンジンにおいて、成層燃焼が行われる運転領域で、燃料噴射量が多くなる高負荷側ほどスワール制御弁の開度を小さくしてスワールを強めるようにするとともに、そのスワール制御弁の開度減少方向の動作を開度増加方向の動作よりも速くするように設定しているため、成層燃焼領域内で負荷上昇に伴って燃料噴射量が増加したとき、スワール制御弁の作動の応答遅れによって一時的にスワールが要求値より弱くなるといった事態を防止して、燃焼性を良好に保つことができ、しかも、スワール制御弁の動作の安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる制御装置を備えたエンジンの全体構成図である。
【図２】燃焼室、インジェクタ、吸気通路、スワール制御弁等の構成を示す概略平面図である。
【図３】スワール制御弁のアクチュエータ及び導入圧力調節手段の具体的構造と制御系統の構成を示す説明図である。
【図４】スワール制御弁の開度とエンジン負荷との対応関係を示す図である。
【図５】エンジン負荷の変化に応じたスワール制御弁の開度の変化を示すタイムチャートである。
【図６】スワール制御弁のアクチュエータの別の実施形態を示す断面図である。
【図７】図６に示す実施形態による場合のスワール制御弁の弁リフトの変化を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン本体
４ 燃焼室
１１ 点火プラグ
１２ インジェクタ
１５ 吸気通路
２３ スワール制御弁
３０ アクチュエータ
３１ 導入圧力調節手段
３４，３５ バルブ
３３ 作動圧導入通路
３６ 大気圧通路
３７ 負圧通路

Claims (4)

1. エンジンの燃焼室内に直接燃料を噴射するように配置されたインジェクタと、所定運転領域で成層燃焼が行われるように上記インジェクタからの燃料噴射を制御する制御手段とを備えるとともに、吸気によって燃焼室内に生成されるスワールをコントロールする開度調節可能なスワール制御弁を吸気通路に設け、このスワール制御弁の開度が小さくなるにつれて上記スワールが強化されるように構成した筒内噴射式エンジンにおいて、上記成層燃焼が行われる運転領域で、燃料噴射量が多くなる高負荷側ほど上記スワール制御弁の開度を小さくするようにエンジン負荷とスワール制御弁の開度との対応関係を設定するとともに、上記負荷の変化に伴うスワール制御弁の開度変化の応答性を開度減少方向と開度増加方向とで異ならせて、スワール制御弁の開度減少方向の動作を開度増加方向の動作よりも速くするように設定したことを特徴とする筒内噴射式エンジン。
2. 所定負荷より低負荷側の領域で、噴射すべき燃料の全部もしくは一部を上記インジェクタから圧縮行程で噴射することにより成層燃焼が行われるようにする一方、所定負荷以上の高負荷運転領域では上記インジェクタから吸気行程で燃料を噴射することにより均一燃焼が行われるようにするとともに、少なくとも上記成層燃焼が行われる領域でスワール制御弁の開度減少方向の動作を開度増加方向の動作よりも速くするように設定したことを特徴とする請求項１記載の筒内噴射式エンジン。
3. 上記スワール制御弁のアクチュエータを負圧式アクチュエータにより構成し、このアクチュエータに対して負圧導入と大気圧導入との割合をデューティコントロールすることにより導入圧力を調節する導入圧力調節手段を設けるとともに、スワール制御弁を開度減少方向に作動するときの導入圧力の変化を開度増加方向に作動するときの導入圧力の変化と比べて速くするように導入圧力調節手段の通路を構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の筒内噴射式エンジン。
4. 少なくとも成層燃焼が行われる運転領域内でのエンジン負荷の上昇時に、そのエンジン負荷の上昇に応じた燃料噴射量の増加を、スワール制御弁の開度減少方向の作動に対応したタイミングで行なわせる燃料噴射調整手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の筒内噴射式エンジン。

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