JP3786439B2

JP3786439B2 - 直接噴射型の火花点火式４サイクル内燃機関を運転する方法および該方法を実施するための装置

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Publication number: JP3786439B2
Application number: JP22839094A
Authority: JP
Inventors: シュツッツェンベルガーハインツ
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-09-22
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: DE4332171A1; GB9418925D0; GB2282185B; DE4332171C2; JPH07180569A; US5483934A; GB2282185A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、燃料を特に多シリンダ型の火花点火式４サイクル内燃機関の各燃焼室に直接噴射しかつ噴射開始を制御して、４サイクル内燃機関を運転する方法であって、この場合、全負荷運転時に燃焼室への燃料噴射を、吸気サイクルの領域で内燃機関の各シリンダのピストンの上死点と下死点との間で、内燃機関の燃焼室内での空気供給が絞られていない状態で行ない、内燃機関の下側の負荷領域で燃料噴射を点火前の上死点直前に行なう形式のものに関する。
【０００２】
さらに本発明は、このような形式の方法を実施するための装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
このような形式の方法は欧州特許出願公開第１１４９９１号明細書に基づき公知である。この公知の方法では、特別に形成された燃料噴射ポンプを用いて、所属の内燃機関のシリンダの各燃焼室に燃料が噴射され、この場合、内燃機関の下側の負荷領域では、つまり部分負荷運転時では、噴射が上死点直前に、つまり燃料空気混合気の点火直前に、内燃機関の燃焼室内に行なわれる。それに対して全負荷時において上記公知の方法では、噴射が、燃焼室を制限する内燃機関ピストンの吸気サイクルの経過中に上死点と下死点との間の範囲で行なわれる。このときに、燃焼室内で形成される燃料空気混合気の点火は、点火プラグによって行なわれ、燃焼室に供給される空気は絞られずに供給される。すなわち、この空気は、火花点火式内燃機関において従来汎用されている、スロットルバルブによる吸込空気の絞りなしに供給される訳である。これによって上記公知の方法では、燃焼室の著しく改善された充填、ひいては燃料消費低減を可能にしようとしている。この場合、負荷制御は噴射量の制御によって行なわれる。噴射したい燃料の調整に関しては、全負荷運転に対応する大きな燃料噴射量では、ほぼ化学量論的な燃料空気混合気が生じるようになり、したがって燃料が内燃機関の吸気サイクルにおいて適宜な時機に既に導入され、これにより燃料が点火時機までに、存在する空気と良好に混合し得るという状況が考慮される。しかし、小さな噴射量では、燃焼室への絞りなしの供給に対応して、導入された燃料に比べて著しく大きな空気成分が存在するので、特に点火プラグ付近への遅め噴射に基づき、なおも点火性の混合気が得られる。
【０００４】
しかしながら、目標とされる燃料消費低減、ひいては全ての有害排ガス成分の低減に関しては、上記公知の方法には次のような欠点がある。すなわち、部分負荷領域ではλ＝５以上の極めて高い空気燃料比が生じる。また希薄運転においても、高いＮＯｘ粗放出量が生じる。このような高い粗放出量は空気過剰に基づき、触媒により後処理することができないので、窒素酸化物放出量は立法機関により規定された値よりも大きくなってしまう。しかし、上記公知の方法では、吸込空気絞りを行なって作動し、かつλ＝１への排ガス空気組成制御が行なわれるような内燃機関に比べて、特に部分負荷領域において著しい燃料消費改善が得られるという利点を持っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の方法を改良して、上記公知の方法により提供される燃料消費の利点を維持したまま、上記公知の方法の欠点、つまり高い有害物質放出量が回避されるような方法を提供することである。
【０００６】
さらに本発明の課題は、このような方法を実施するための有利な装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の方法では、内燃機関の特性フィールドの規定の運転領域内で全負荷運転と下側の負荷領域との間では、内燃機関の空気吸込横断面の開放を吸気絞り機構を介して、アクセルペダルを介して入力されたトルク意志に関連して制御し、その他の運転領域では吸気絞り機構の各１つのほぼ一定の位置を調節し、アクセルペダル位置に応じて内燃機関の特性フィールド全体で燃料噴射量を制御し、空気吸込横断面の制御される前記規定の運転領域に続く、内燃機関の特性フィールドにおける規定の運転領域内で、再循環された排ガスの量を付加的に少なくとも制御し、かつ吸込空気横断面をほぼ一定の値に調節するようにした。
【０００８】
さらに上記課題を解決するために本発明の装置の構成では、アクセルペダルが位置信号発生器と連結されており、該位置信号発生器の信号出力側が制御装置に接続されており、該制御装置により、燃料噴射装置が噴射開始と燃料噴射量とに関して制御可能であり、さらに前記制御装置が、制御機能を適宜な時機に実施する目的で排ガスセンサと、回転数信号発生器と、クランク軸角度信号発生器とに接続されているようにした。
【０００９】
【発明の効果】
本発明による方法によれば、公知の方法により提供された燃料消費の利点が十分に維持され、しかも特に部分負荷領域における高い有害物質放出量の欠点が回避されるという大きな利点が得られる。規定の運転領域における空気吸込横断面の制御により、空気過剰係数λを所望の値λ＝１に一層良好に適合させることができ、続いて設けられた運転領域における排ガスの付加的な再循環により、ほぼ一定に調節された空気吸込横断面積において燃料消費を低下させる希薄運転が得られ、しかも特にＮＯｘ生成に関しても僅かな有害物質放出量が得られる。
【００１０】
請求項２に記載の有利な方法では、上側の部分負荷領域における排ガス組成の制御によって有害物質放出量の最適な低減が得られる。この有害物質放出量は、排ガス再循環が行なわれず、かつ吸込横断面が絞られていないような標準運転時に比べて著しく改善されている。上側の部分負荷領域の前記領域では、さらに全負荷領域と同様に良好な出力送出および加速性が得られる。それに対して、前記領域に続いて設けられた運転領域では、排ガス再循環と、この場所で開始する希薄運転とに基づき、燃料消費の低減が得られると同時に、良好な排ガス品質も得られる。
【００１１】
請求項３に記載の方法では、空気吸込横断面積が制御される領域に対して、早めの噴射開始により、導入された燃料の最適な調整が得られる。この場合、噴射は各シリンダのピストンの上死点後９０゜の範囲で行なわれると有利である。なぜならば、この範囲では大きなピストン速度に基づき最適な空気運動が生じるからである。
【００１２】
請求項４に記載の方法では、こうして調整された全負荷運転領域に基づき、絞られない空気吸込横断面による燃焼室の最適な充填が得られ、さらにアクセルペダルの位置に関連した燃料噴射量の制御により、空気過剰係数λ＝０．８〜１．０にまでの調節可能な所望の濃厚化が得られる。このよう空気過剰係数では、燃料空気混合気の確実な点火が行なわれる。
【００１３】
請求項５に記載のさらに別の有利な方法では、制御された空気吸込横断面を有する上側の部分負荷領域に続く領域において、まず排ガス再循環がほぼ一定の空気吸込横断面積調節時に、排ガスパラメータに応じて制御されるので、この場合、上側の部分負荷領域から下側の負荷領域への移行部において有害物質放出はまだ極めて良好である。この場合、希薄運転の開始にもかかわらずＮＯｘ生成が低減されると共に、再循環された排ガスの制御された付加的な供給により装入交番損失も制御される。請求項６に記載の方法により、前記領域に続く下側の負荷領域の上側の部分では、請求項１０に記載の方法と相まって、排ガス再循環率が燃料噴射量もしくはアクセルペダルの位置に関連して制御される。この場合に、負荷が減少するにつれて噴射開始が、上死点における吸込開始後９０゜のあらかじめ維持された範囲から、圧縮サイクルにおける上死点直前にまで、有利には上死点前４０〜５０゜にまでシフトされる場合には、希薄化増大が考慮される。この場合に確実な点火性が考慮されると同時に、排ガス再循環によってＮＯｘ側での有害物質放出量低減も得られる。
【００１４】
請求項１１に記載の改良形では、下側の負荷領域の下側の部分で排ガス再循環が中断される。なぜならば、この領域における空気吸込横断面の一定に調節された絞りにおいて充填を減少させることができ、この場合、この低い負荷段において噴射された燃料と共に約２．５の空気過剰係数λが得られるからである。この値では、高い窒素放出量はまだ生じない。燃料噴射はこの場合、請求項１２に記載の方法による遅めの時機に行なわれると有利である。これにより点火のためにまだ点火性の混合気が得られる。したがって、内燃機関のアイドリング運転に相当する前記下側の負荷領域では、許容可能な運転静粛性と同時に、著しい有害物質低減と燃料消費低減とが得られる。このことは、特にたとえば交通密集地域で移動させられる自動車において、アイドリング運転が高い割合を占めるような場合に有利に感じられる。
【００１５】
上側の部分負荷領域における空気吸込横断面の制御は、請求項１５に記載したようにアクセルペダルによりドラグ機構を介して行なわれると有利である。このドラグ機構によって、スロットルバルブは全負荷位置と部分開放位置との間を運動可能となる。この場合、前記位置を越えてアクセルペダルを引き続き移動させることができ、これにより位置信号発生器の信号が形成される。この信号により、燃料噴射量の制御が行なわれる。本発明のさらに別の有利な方法では、部分負荷ストッパが吸気管負圧に関連して調節され得るので、スロットルバルブの位置により、それにもかかわらずほぼ一定のスロットルバルブ位置において、空気と、再循環された排ガスとによる燃焼室の充填度に対する規定の適合を行なうことができる。また、高すぎるλ値も回避される。このことは、下側の負荷領域の下側の部分に対して特に有利である。
【００１６】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１７】
図１には、多シリンダ式の内燃機関が示されている。この内燃機関のシリンダ２はピストン１を備えており、このピストン１はシリンダ２内で燃焼室３を制限している。この燃焼室３には、インテークバルブ４によって制御されて吸気導管５が開口している。燃焼室３からは、エキゾーストバルブ６によって制御されて排気導管７が導出されている。この排気導管７からは、排ガス再循環導管９が分岐しており、この排ガス再循環導管９は吸気導管５に挿入された絞り機構１０の下流側で吸気導管５に通じている。この絞り機構１０は一般に公知のスロットルバルブであってよい。排ガス再循環導管９には、排ガス再循環量制御弁１２が設けられている。この排ガス再循環量制御弁１２は絞りフラップ弁であってよく、図示の実施例では圧力ボックス１４を用いてニューマチック式に制御される。この圧力ボックス１４は調整ダイヤフラム１５を有している。この調整ダイヤフラム１５には、排ガス再循環量制御弁１２の弁部材が連結されている。この調整ダイヤフラム１５は調整ばね１６によって負荷されている。調整ダイヤフラム１５は圧力ボックス１４を基準圧力室と制御室１７とに分割している。この制御室１７は絞り１８を介して放圧可能であり、さらに負圧導管１９を介して制御弁２２によって負圧源２０に接続されている。この制御弁２２はアナログ制御式またはタイミング制御式に制御装置２３から制御信号を受信する。この制御装置２３によって制御室１７内の圧力は可変である。
【００１８】
制御装置２３はさらに作動装置２５を介して吸気導管５に設けられたスロットルバルブ１０を制御する。
【００１９】
燃焼室３には、さらに点火プラグ２６と噴射弁２７とが突入している。この噴射弁２７によって、燃焼室内の圧縮圧に抗して燃料が噴射され得る。この場合、噴射された燃料は点火プラグ２６で飛火する点火火花の近くに到達する。噴射弁２７には高圧アキュムレータ２８によって、噴射導管２９を介して燃料が供給される。この噴射導管２９は制御弁３０を有している。この制御弁３０は同じく制御装置２３によって制御される。高圧アキュムレータ２８には、燃料リザーバタンク３３から燃料を吸い込む燃料高圧ポンプ３２によって燃料が供給される。この燃料は噴射圧にもたらされている。このときに、高圧アキュムレータ２８内の圧力は圧力センサ３４を介して制御装置２３により検出することができる。この制御装置２３はやはり規定のアキュムレータ圧を維持するために圧力アキュムレータ２８の放圧弁３５を制御する。これに対して択一的に、燃料高圧ポンプ３２の吐出量を制御することもできるので、わざわざ再び導出されなければならないような不必要に多くの燃料を噴射圧にもたらす必要はない。高圧アキュムレータ２８からは、内燃機関のその他の燃料噴射弁にも燃料が供給され、この燃料取出しも制御弁３０によって制御される。
【００２０】
燃料噴射量の規定はアクセルペダル３７によって行なわれる。このアクセルペダル３７には、位置信号発生器３８が接続されている。この位置信号発生器３８の出力信号は、内燃機関を運転する自動車のドライバのトルク意志として制御装置２３に伝送される。このトルク意志または走行速度意志に対応して、燃料噴射量は制御弁３０の制御により燃焼室３に導入される。さらに制御装置は回転数信号発生器と内燃機関のクランク軸角度信号発生器３６とに接続されており、これにより制御装置の制御機能は内燃機関の個々のシリンダの作業サイクルで実施することができる。このことは公知の構成である（詳しくは説明しない）。さらに、排気導管７にはＯ₂センサ３９が設けられている。このＯ₂センサは公知の形式で酸素排ガス、ひいてはλ値、つまり空気過剰係数λを検出する。空気過剰係数λを規定することのできる広帯域プローブは不要であり、λ＝１において電圧ジャンプで反応するような標準のプローブで十分である。このＯ₂センサ３９は、以下に説明する内燃機関の運転形式を実施するために同じく制御装置２３に接続されている。
【００２１】
上記運転形式を図２につき説明する。図２では、内燃機関の特性フィールドが平均圧Ｐｍｅと回転数ｎとの関係で表わされている。この特性フィールドは上下に配置された複数の領域に分割されている。この場合、領域▲１▼は内燃機関の全負荷領域に相当している。この領域において本発明の構成では、絞り機構１０が完全に開放されるように上記内燃機関が運転されるので、吸込横断面全体にわたって吸込空気の絞りは行なわれない。このときに、制御装置によって、この運転領域を成すアクセルペダル３７の位置に応じて全負荷燃料量が噴射される。制御弁３０の制御によって、制御弁の開放時機に基づき噴射時機が規定され、かつ制御弁の開放時間に基づき噴射量が規定され得る。この全負荷領域に対して本発明の構成では、ピストン１の吸気サイクルの範囲において燃料が燃焼室３に噴射される。この噴射は、燃焼室３内で最適の空気運動が存在する範囲で行なわれると有利である。このことは、最大ピストン運動速度の範囲においてピストン上死点の直前ないし直後約９０゜で行なわれる。このような噴射に基づき、点火時機にまで引き続き吸気サイクルと、続いて行なわれる圧縮サイクルとにわたって、導入された燃料は導入された空気量と最適に混合され得るので、点火時機では、完全に燃焼可能な点火性の混合気が存在する。この運転領域では、排ガス再循環量制御弁が閉じられているので、排ガス再循環は行なわれず、ひいては制御された燃料噴射量と、吸い込まれた空気量とに対応して、０．８〜１．０のλ領域、つまり最良のトルク形成が期待されかつ排ガス認容性の安全な燃焼が行なわれるような領域にある混合気が生ぜしめられる。
【００２２】
【数１４】

この場所で内燃機関は、排ガスが再循環されることなくλ＝１の空気過剰係数で運転される。この目的のためには、続いて設けられた上側の部分負荷領域において絞り機構１０がアクセルペダルの調節に対応して調節可能であるので、完全に開いた位置における全負荷領域を起点にして、負荷が減少するにつれて吸込横断面積の減小が行なわれる。それと同時に、燃料噴射量も変化させられ、この場合、この制御の結果としてλ＝１の空気過剰係数が生じる。この領域では、Ｏ_２センサ３９の出力信号を用いてλ＝１の化学量論的な空気過剰係数への制御も行なうことができる。この場合、この出力信号に対応して付加的に燃料噴射量が制御される。
【数１５】

やはり吸気サイクルの間、ピストンの上死点後約９０゜のクランク軸角度範囲で行なわれる。このような運転形式では、後置された排ガス触媒４０によって排ガス放出量を積極的に減少させることもできる。高い負荷領域における良好な出力送出と同時に、有害物質放出量の最適な低減も得られる。ただしこの場合、公知先行技術において知られているような希薄混合気形成を行なう運転形式に比べて少しだけ高い燃料使用量が甘受される。
【００２３】
運転領域▲２▼、つまり上側の部分負荷領域に続いて、運転領域▲３▼、つまり中間の部分負荷領域が設けられている。この運転領域▲３▼では、絞り機構１０が制御装置２３によって部分開放位置にもたらされ、付加的に排ガス再循環量制御弁１２が制御される。この場合に、アクセルペダル３７の位置に応じて調量された燃料量に対して付加的に排ガス再循環量が制御されて供給される。排ガス再循環量はＯ₂センサ３９の出力信号に関連して供給されるので、λ＝１の空気過剰係数が生じる。このような運転形式により、慣用の混合気吸込型の火花点火式内燃機関に比べて、減じられた装入交番損失に基づき燃料消費が改善されると同時に、排ガス再循環と、調節された空気過剰係数λ＝１とを介して触媒により排ガス放出量の低減を得ることも可能となる。噴射開始は、まだ比較的高い燃料噴射量に対応して、内燃機関のピストンの上死点後９０゜の範囲に位置している。スロットルバルブの開放位置は図３に示したようにストッパによって規定されるか、または図４に示したように調節され得る。この場合、部分負荷ストッパは、ほぼ一定の吸気管負圧が生じるように変化させられる。
【００２４】
運転領域▲３▼に続いて、下側の負荷領域の上側部分として運転領域▲４▼が設けられている。この運転領域▲４▼では、運転領域▲３▼と同様に絞り機構１０がほぼ一定の部分開放位置を取っている。この運転領域▲４▼に対しては、空気過剰係数λ＞１を有する運転形式が規定されるので、空気過剰係数の正確な制御はもはや目標とされない。この場合、燃料節約型の希薄運転への移行部が設けられており、しかも絞り損失を減少させるために、案内された排ガスの制御が、燃料噴射量もしくはアクセルペダル３７の位置に関連して行なわれる。しかし、これに対して付加的に、吸い込まれた空気量に対して補足的に排ガス再循環を行なうこともできるので、燃焼室の常時均一な充填率が維持される。このためには、吸い込まれた空気量が空気量センサ４１によって検出され、この空気量に対応して排ガス再循環量制御弁１２の開放が制御される。その結果、希薄運転に対応して、希薄化が増大して負荷が減少するにつれて噴射時機はピストンの吸気サイクルにおける上死点後９０゜から圧縮サイクルに向かって、上死点直前もしくは燃料空気混合気の点火直前にまでずらされる。噴射開始のずらしは上死点手前の４０〜６０゜のクランク軸角度の範囲にまで行なわれると有利である。この場合に、噴射された燃料は点火プラグの近傍にもたらされるので、この領域における全般的な著しい希薄化にもかかわらず、点火性の燃料空気混合気が形成され、したがって導入された燃料は確実に点火され得る。対応する排ガス触媒４０は、この領域では酸化性作用しか有しないので、専ら排ガス再循環を介して排ガス中のＮＯｘ放出量の低減が得られる。
【００２５】
図２に示した特性フィールドの最後の運転領域、つまり下側の負荷領域の下側の部分に相当する領域運転▲５▼では、やはり絞り機構１０がほぼ一定の部分開放に調節されているが、しかし排ガス再循環はもはや行なわれない。なぜならば、この領域に対しては１よりも著しく大きなλ値が目標とされるからである。噴射は圧縮サイクルにおいて、点火の直前に、有利にはピストンの上死点手前４０〜６０゜のクランク軸角度の範囲で行なわれる。図４に示した実施例による絞り機構開放制限によって、一定の吸気管負圧が調節され得るので、この領域に対しては、λ＝２．５よりも大きな空気過剰係数は生ぜしめられない。この値に関しては、比較的高い空気過剰係数λにおいてＮＯｘ成分がさらに増大する前に排ガス再循環を実施しなくとも、ＮＯｘ生成の最適な低減が得られる。それと同時に、運転安定性に対する不都合な作用を有する過度に著しい希薄化と、未燃焼の炭化水素の放出とが回避される。
【００２６】
運転領域▲２▼における絞り機構１０の制御と、その他の運転領域における絞り機構１０の調節は、制御装置２３を介して電子的に行なわれ、この場合、アクセルペダル位置が問い合わされ、個々の運転形式に対応して絞り機構１０が作動装置２５の電気的な制御によって対応する適正な位置にもたらされる。しかし、図３および図４に示した機械式もしくはニューマチック式の絞り機構調節装置の方が廉価である。このような絞り機構調節装置はアクセルペダル３７と絞り機構１０との間の機械的な結合装置である。しかしこの結合装置は剛性的に形成されているのではなく、極めて小さなアクセルペダル角度における絞り機構の完全な閉鎖が阻止されるように形成されている。このことは、たとえばアクセルペダルと絞り機構との間の機械的な結合装置に挿入されたドラグ機構４２によって行なうことができる。このドラグ機構４２は、絞り機構１０が負荷されていない場合には、つまり絞り機構１０に結合された調整レバー４３が全負荷ストッパ４４または部分負荷ストッパ４５に接触していない場合には、アクセルペダル３７と調整レバー４３との間のいわば固い結合を形成する。このことはドラグ機構４２内でばね４６，４７が緊縮されることに基づき行なわれる。このばね４６，４７は、ロッド４９を介して調整レバー４３に結合されているカップリングディスク４８をドラグ機構４２のばねカプセル５０内部の真ん中の位置に保持する。このばねカプセル５０はカップリングディスク４８の両側でばね４６，４７を収容していて、ロッド５１を介してアクセルペダル３７に結合されている。このような構成に基づき、小さなアクセルペダル角度においては、絞り機構の部分開放によって規定される負荷よりも小さな負荷に対応して、アクセルペダルはこのアクセルペダルに対する戻しばね５２のばね力作用によってばね４６を緊縮させながら戻ることができる。この場合、調整レバー４３は部分負荷ストッパ４５に留まり、絞り機構は部分開放を維持する。アクセルペダルはその位置で燃料噴射量を規定するので、カップリングディスク４８がニュートラル位置を取り、かつ調整レバー４３が部分負荷ストッパ４５から持ち上がって、いわば固いロッド５１，４９によって吸込横断面を一層開放する方向で全負荷ストッパ４４に向かって移動させられるような地点にまで絞り機構が移動させられることなくアクセルペダルはその制御機能をスムーズに実施することができる。全負荷ストッパにおいても同じくアクセルペダルはばね４７のばね力に抗して、引き続き調整運動を実施することができるので、この場合、加速時に燃料噴射量の増大によって燃料空気混合気の付加的な濃厚化を実施することができる。
【００２７】
特に運転領域▲３▼〜▲５▼に対しては、燃焼室３の充填過程において吸気が過度に強力に絞られない方が有利である。図４に示した構成を用いて、部分負荷領域において、制限された範囲内で可変の部分負荷ストッパを実現することができる。したがって、吸気管負圧をほぼ一定に保持することができるようになるので、その結果、λ＝２．５を越える空気過剰係数は生じない。これにより、排ガス放出および燃焼安定性に認容し得る運転条件が維持される。
【００２８】
内燃機関のエンジンブレーキ領域、つまりアクセルペダルが操作されていないが、しかし内燃機関の回転数はアイドリング回転数よりも高いような領域に関しては、内燃機関から比較的大きな制動モーメントが必要とされると、この場合には絞り機構を第２の圧力ボックスと電磁弁とを介して完全に閉鎖することも可能となる。
【００２９】
図４に示した構成において部分負荷ストッパの制御は、固定の部分負荷ストッパ４５の代わりにドラグ機構５４が設けられるように行なわれる。しかし、このドラグ機構５４は１方向でしか働かない。調整レバー４３はばねカプセル５５に結合されている。このばねカプセル５５では、ばね５６が緊縮されていて、このばね５６はカップリングディスク５７をばねカプセル５５の最も外側の端面に接触させている。カップリングディスク５７はロッド５８を介して調整ダイヤフラム５９に結合されている。この調整ダイヤフラム５９は圧力ボックス６０に緊定されていて、この場所で制御圧力室６１を制限している。この制御圧力室６１は負圧導管６２を介して、絞り機構１０の下流側で吸気管５に接続されている。吸気管負圧の高さに応じて、調整ダイヤフラム５９はカップリングディスク５７を一層強力に右側に運動させ、このときにばね５６を介してカップリングされたばねカプセル５５は調整レバー４３を絞り機構の開放方向に、つまり右側に引っ張る。したがって、カップリングディスク５７は部分負荷ストッパを成している。この部分負荷ストッパから、調整レバー４３をばね５６のばね力に抗して全負荷ストッパ４４に向かって運動させることができる。しかしアクセルペダル３７が引き戻される場合にカップリングディスク５７がばねカプセルに接触していると、アクセルペダル３７は調整レバー４３が固持されているにもかかわらず、ドラグ機構４２の変位距離分だけ引き戻すことができる。
【００３０】
上記燃料噴射装置においては、コモンレイル（Ｃｏｍｍｏｎ−Ｒａｉｌ）噴射装置を説明した。この噴射装置によって、種々の噴射時機を広い範囲内で最適に制御し、かつ噴射量を正確に制御することができる。しかしこのような噴射装置の代わりに、別の噴射装置、たとえば広い範囲内で制御可能な噴射開始制御装置を備えた噴射ポンプを使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法により運転される内燃機関の概略図である。
【図２】本発明による方法により運転される内燃機関の運転フィールドを平均圧Ｐｍｅと回転数ｎとの関係で示す線図である。
【図３】空気吸込横断面積を変化させるためのスロットルバルブ操作の別の実施例を示す断面図である。
【図４】図３に示した実施例のさらに別の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ピストン、２シリンダ、３燃焼室、４インテークバルブ、５吸気導管、６エキゾーストバルブ、７排気導管、９排ガス再循環導管、１０絞り機構、１２排ガス再循環量制御弁、１４圧力ボックス、１５調整ダイヤフラム、１６調整ばね、１７制御室、１８絞り、１９負圧導管、２０負圧源、２２制御弁、２３制御装置、２５作動装置、２６点火プラグ、２７噴射弁、２８高圧アキュムレータ、２９噴射導管、３０制御弁、３２燃料高圧ポンプ、３３燃料リザーバタンク、３４圧力センサ、３５放圧弁、３６クランク軸角度信号発生器、３７アクセルペダル、３８位置信号発生器、３９Ｏ２センサ、４０排ガス触媒、４１空気量センサ、４２ドラグ機構、４３調整レバー、４４全負荷ストッパ、４５部分負荷ストッパ、４６，４７ばね、４８カップリングディスク、４９ロッド、５０ばねカプセル、５１ロッド、５２戻しばね、５４ドラグ機構、５５ばねカプセル、５６ばね、５７カップリングディスク、５８ロッド、５９調整ダイヤフラム、６０圧力ボックス、６１制御圧力室、６２負圧導管

Claims

平均圧（Ｐｍｅ）と回転数（ｎ）との関係で表される、上下に配置さ

ドを有する火花点火式４サイクル内燃機関の各燃焼室に燃料を直接噴射しかつ噴射開始を制御して、４サイクル内燃機関を運転する方法であって、この場合、全負荷運転時に燃焼室（３）への燃料噴射を、吸気サイクルの領域で内燃機関の各シリンダ（２）のピストン（１）の上死点と下死点との間で、内燃機関の燃焼室内での空気供給が絞られていない状

かつ吸込空気横断面をほぼ一定の値に調節することを特徴とする、直接噴射型の火花点火式４サイクル内燃機関を運転する方法。
吸気絞り機構（１０）の開放がアクセルペダル位置に関連して変化さ

剰係数に制御し、かつ排ガス再循環を中断する、請求項１記載の方法。
イクルで、上死点後９０゜のクランク軸角度の範囲で行なう、請求項２記載の方法。
吸気絞り機構（１０）が空気吸込横断面のための少なくともほぼ一定

ための固定のストッパ（４４）によって規定して空気吸込横断面の完全な開放を生ぜしめ、しかも排ガス再循環を中断する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
吸気絞り機構（１０）が空気吸込横断面のためのほぼ一定の開放位置

放位置により空気吸込横断面の部分開放を生ぜしめ、排ガス再循環量制御機構（１２）による排ガス再循環を排ガスパラメータに関連して、λ＝１の空気過剰係数が生じるように制御する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
吸気絞り機構（１０）が空気吸込横断面のためのほぼ一定の開放位置

環量を、負荷に関連して操作される排ガス再循環制御機構により変化させる、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
排ガス再循環量をアクセルペダル位置に関連して変化させるか、または制御する、請求項６記載の方法。
排ガス再循環量を、吸い込まれた空気量に関連して変化させるか、または制御する、請求項６記載の方法。
機関のピストンの上死点後９０゜の範囲で行なう、請求項５または６記載の方法。
て、上死点後９０゜の範囲に位置するクランク軸角度から各内燃機関シリンダの圧縮サイクルにおける上死点前４０〜６０゜のクランク軸角度までの範囲にまでずらす、請求項６記載の方法。
吸気絞り機構（１０）が空気吸込横断面のためのほぼ一定の開放位置を取るような、内燃機関の特性フィールドの運転領域内で、下側の負荷領域の下側の部

ぜしめ、かつ排ガス再循環を中断する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
縮サイクルにおける上死点前４０〜６０゜の範囲で行なう、請求項１１記載の方法。
請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法を実施するための装置において、アクセルペダル（３７）が位置信号発生器（３８）と連結されており、該位置信号発生器（３８）の信号出力側が制御装置（２３）に接続されており、該制御装置（２３）により、燃料噴射装置が噴射開始と燃料噴射量とに関して制御可能であり、さらに前記制御装置（２３）が、排ガスセンサ（３９）と、回転数信号発生器と、クランク軸角度信号発生器（３６）とに接続されていることを特徴とする、直接噴射型の火花点火式４サイクル内燃機関を運転するための装置。
前記制御装置（２３）が、制御出力側で吸気絞り機構（１０）を位置決めするための調整装置（２５）に接続されている、請求項１３記載の装置。
アクセルペダル（３７）が、ドラグ機構（４２）を介して吸気絞り機構（１０）の操作部材（４３）に結合されており、該操作部材（４３）が、全負荷ストッパ（４４）と部分負荷ストッパ（４５）との間で移動調節可能であり、アクセルペダル（３７）が、吸気絞り機構（１０）を開放するための操作方向で全負荷ストッパ（４４）までの吸気絞り機構の調節を越えて、前記ドラグ機構の緊縮下に移動調節可能であり、さらにアクセルペダル（３７）が、部分負荷ストッパにおける吸気絞り機構の当接を越えて吸気絞り機構を閉鎖する方向で、前記ドラグ機構の緊縮下に別の方向で同じく移動調節可能である、請求項１３記載の装置。
前記制御装置（２３）が制御出力側で、排ガス再循環導管（９）に設けられた排ガス再循環制御機構（１２）の調整装置に接続されている、請求項１４または１５記載の装置。
部分負荷ストッパ（４５）が、固定のストッパとして形成されている、請求項１５記載の装置。
部分負荷ストッパが、吸気管負圧に関連して調節可能なストッパ（５７）として形成されている、請求項１５記載の装置。