JP3823510B2 - In-cylinder direct injection internal combustion engine - Google Patents

In-cylinder direct injection internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP3823510B2
JP3823510B2 JP02089398A JP2089398A JP3823510B2 JP 3823510 B2 JP3823510 B2 JP 3823510B2 JP 02089398 A JP02089398 A JP 02089398A JP 2089398 A JP2089398 A JP 2089398A JP 3823510 B2 JP3823510 B2 JP 3823510B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
timing
fuel injection
valve
fuel
injection timing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP02089398A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11218036A (en
Inventor
久司 光本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP02089398A priority Critical patent/JP3823510B2/en
Publication of JPH11218036A publication Critical patent/JPH11218036A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3823510B2 publication Critical patent/JP3823510B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は筒内直噴式内燃機関において、とくに燃料噴射時期を吸排気弁のバルブタイミングに対応して制御するものに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、特開平8−35429号公報にもあるように、火花点火式内燃機関であって、燃焼室に設けた燃料噴射弁から、圧縮行程の後半において気筒内に直接的に燃料を噴射し、点火栓の付近に可燃混合気を集めて成層燃焼を行い、全体として超希薄な混合気でありながら、安定した燃焼を実現できるようにした筒内直噴式内燃機関が提案されている。圧縮行程の後半に燃料を噴射することで、噴射燃料の拡散を防ぎ、点火時の点火栓近傍に比較的濃い混合気層を維持し、安定した着火燃焼と、火炎伝播を可能とするもので、全体的には超希薄混合気による運転を可能として、燃費と排気組成の大幅な改善を図っている。
【0003】
特開平2−245406号公報にも記載されているが、内燃機関のバルブタイミング、つまり吸排気弁の開閉時期を運転条件によって変化させ、同時に点火時期や空燃比を調整することにより、例えば低負荷域などでバルブオーバラップを比較的大きくすることで、排気系から吸気系に逆流する排気量を大きくして内部排気還流(EGR)率を高め、これによりNOxの排出量を減少させることなどが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来の筒内直噴式内燃機関にあっては成層燃焼時の燃料噴射時期については、原則的には成層燃焼に必要な可燃混合気層を形成し、維持するのに必要なタイミングに固定されている。
【0005】
このため、吸排気弁バルブタイミングの可変制御を加えたときに、燃焼の安定性などが必ずしも最適に維持されるとは限らず、機関の排気性能や燃費特性などを最大限に引き出すことが難しかった。
【0006】
本発明は、このような技術的な課題を解決するもので、成層燃焼時のバルブタイミングの変化に応じて燃料噴射時期を変化させることにより、燃焼安定性を維持しつつNOxやHCのさらなる低減を図ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
そこで第1の発明は、燃焼室内に直接的に燃料を噴射する燃料インジェクタと、成層燃焼時に燃料インジェクタからの燃料噴射が圧縮行程の後半となるように設定する燃料噴射時期制御手段と、噴射燃料を点火させる点火栓とを備えた筒内直噴式内燃機関において、吸気弁ないし排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを可変的に制御するバルブタイミング可変制御手段と、成層燃焼時の燃料噴射時期をバルブタイミングの変化に応じて補正する燃料噴射時期補正手段とを備え、前記燃料噴射時期補正手段は、バルブタイミングの変化によりバルブオーバラップ量が大きくなるほど燃料噴射時期を遅角側に補正する。
【0009】
第2の発明は、第1の発明において、前記燃料噴射時期補正手段は、実際のバルブタイミングの変化を検出しながら燃料噴射時期を補正する。
【0010】
第3の発明は、第1、第2の発明において、前記燃料噴射時期補正手段は、バルブオーバラップ量に基づいての第1の補正量と、機関回転数と負荷に応じた第2の補正量とを算出し、これらに基づいて噴射時期を遅角側に補正する。
【0011】
第4の発明は、第1の発明において、前記燃料噴射時期補正手段は、バルブタイミングの変化により変動する燃焼安定度に応じて燃料噴射時期を遅角側に補正する。
【0012】
第5の発明は、第4の発明において、前記燃料噴射時期補正手段は、燃焼安定度としての回転数変動が大きくなるほど燃料噴射時期を遅角側に補正する。
【0013】
第6の発明は、燃焼室内に直接的に燃料を噴射する燃料インジェクタと、成層燃焼時に燃料インジェクタからの燃料噴射が圧縮行程の後半となるように設定する燃料噴射時期制御手段と、噴射燃料を点火させる点火栓と、排気の一部を吸気中に還流する排気還流装置とを備えた筒内直噴式内燃機関において、成層燃焼時に吸気弁ないし排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを可変的に制御するバルブタイミング可変制御手段と、このバルブタイミングの変化に応じて成層燃焼時の燃料噴射時期を補正する燃料噴射時期補正手段ととを備え、前記燃料噴射時期補正手段は、バルブタイミングの変化によりバルブオーバラップ量が大きくなるほど燃料噴射時期を遅角側に補正する一方、燃焼安定度を測定する手段と、成層燃焼時の燃焼安定度を内部排気還流による燃焼安定度の安定限界と外部排気還流による安定限界との各設定値と比較した結果に基づいてバルブタイミング可変制御手段または排気還流装置の異常を判定する手段とを備える。
【0014】
第7の発明は、第6の発明において、前記異常判定手段は、バルブタイミング可変制御手段の異常を判定したときにはバルブオーバラップ量と噴射時期の補正量をそれぞれ最小値に設定する。
【0015】
【発明の作用・効果】第1の発明において、成層燃焼時にバルブタイミングを変化させると、これに応じて内部排気還流率が変動する。内部排気還流率が多くなると、それだけNOxを低減できるが、高温の還流排気により噴射燃料の温度上昇が進み、燃料が拡散しやすくなるため、成層燃焼が不安定となりやすい。このようなときには、燃料噴射時期を遅らせることにより、燃料噴射後に点火するまでの期間を短くすることで、燃料の拡散が抑えられる。これにより点火時に点火栓近傍に可燃混合気層を形成、維持し、安定した成層燃焼を保つことができ、このようにして、さらにNOxやHCを低減しつつ、燃焼安定度を確保することができる。
【0016】
第2の発明では、実際のバルブタイミングに対応して燃料噴射時期を補正するので、内部排気還率を正確に反映した制御が行える。
【0017】
第3の発明では、同一のバルブオーバラップでもそのときの回転数と負荷が変動すると内部排気還流率が変化するが、この回転数や負荷変動分に対応しても燃料噴射時期を補正しているので、燃焼安定度の高い制御が行える。
【0018】
第4、第5の発明では、回転数変動などを検出することにより実際の燃焼安定度を測定しながら燃料噴射時期を制御するので、バルブタイミングのオープン制御でありながら、燃焼安定度の高い制御が可能となる。
【0019】
第6の発明において、内部排気還流と外部排気還流とに異常が発生し、過剰に排気還流されたときには、燃焼安定度が著しく損なわれるが、同一の排気還流率であっても内部排気還流の方が、還流排気温度が高く、燃料の拡散が早いため、成層燃焼が損なわれやすく、燃焼安定度は悪化する。そこで燃焼の安定限界の設定値に差異を持たせることで、いずれの原因により異常が発生したかが直ちに判定できる。
【0020】
第7の発明では、バルブタイミングの制御に異常が発生したときには、オーバラップ量が最小となるように補正されるので、フェールセーフ機能が発揮でき、燃焼の不安定化を阻止できる。
【0021】
【実施の形態】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【0022】
図1において、1はシリンダブロック、2はシリンダヘッド、3はピストンであり、これらによって区画形成された燃焼室11には、燃料インジェクタ5から直接的に燃料が噴射される。4は点火栓であって、噴射燃料との混合気を圧縮上死点近傍で点火燃焼させる。
【0023】
6は吸気通路、7は排気通路、8は吸気通路6に設けた吸気絞弁、9は吸気弁、10は排気弁であり、また23はNOxを低減するために排気の一部を吸気中に還流する排気還流通路、24は排気還流量を調整する制御弁で、これらは外部排気還流装置(外部EGR装置)を構成している。
【0024】
前記吸気弁8と排気弁9のバルブタイミングのうち、少なくとも一方を運転条件に応じて可変的に変化するように、図示しない周知のバルブタイミング可変制御機構が備えられる。この可変制御機構は、例えば吸気弁8を駆動するカムシャフトの回転角度を相対的に進角あるいは遅角させるもので、遅角させることによって吸気弁8の閉弁時期が遅れると、排気弁9とのバルブオーバラップ(期間)が大きくなる。
【0025】
20は燃料インジェクタ5の制御装置であり、運転条件に応じて燃料の噴射時期及び噴射期間を制御する。このため制御装置20には、吸入空気量を検出するエアフロメータ12、エンジンクランク角度を検出するクランク角センサ13、冷却水温を検出する水温センサ14、排気中の酸素濃度を検出する排気空燃比センサ15、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ16、車速を検出する車速センサ17、燃料噴射圧力を検出する燃圧センサ18などからの運転状態を代表する信号が入力する。21は燃料噴射圧力(コモンレール圧力)を制御するための燃圧制御装置であり、燃圧と燃料噴射期間とから実際の燃料噴射量が決まる。
【0026】
燃料インジェクタ5からは、図2にも示すように、機関負荷の部分負荷域などで実行される希薄成層燃焼時には、原則的に圧縮行程の後半で燃料噴射が行われるように噴射時期が決められ、点火時における燃料の拡散を防いで点火栓近傍に可燃混合気層を形成し、全体としては超希薄な混合気でありながら安定した成層燃焼を実現し、これに対して機関の高負荷域などで行われる理論空燃比での均質予混合(通常)燃焼時には、吸気行程で燃料噴射が行われ、点火時に燃焼室内に均質的に混合された混合気を形成する。
【0027】
そして、この発明では、図3のように、成層燃焼時には通常燃焼時よりもバルブオーバラップが大きくなるようにバルブタイミングを変化させ、前記外部EGRとは別に、内部排気還流(内部EGR)率を高め、NOxの発生をより一層低減させるとともに、これによる燃焼の不安定化を阻止するために、前記制御装置20が成層燃焼時における燃料の噴射時期をバルブオーバラップが大きくなるのに応じて遅角側へ補正制御している。
【0028】
この制御の内容について、図4のフローチャートにしたがって説明する。
【0029】
まず、ステップS1で現在の運転条件が成層燃焼であるかどうか判断し、部分負荷時などの成層運転のときには、ステップS2に進んで、機関回転数Nと燃料噴射パルス幅(負荷)Tpの大きさに基づいて基本的な燃料噴射時期ITと点火時期(進角値)ADVを設定する。基本燃料噴射時期ITは、図5にも示すように、回転数と負荷が大きくなるほど、進角側(圧縮行程の前側)になるように設定される。
【0030】
ステップS3では回転数Nと負荷Tpに基づいてバルブタイミング(吸排気弁のバルブオーバラップ量)ΔVが設定される。このバルブオーバラップが大きくなるほど、排気が吸気系へ逆流する量が多くなり、内部EGR量(残留排気量)は大きくなり、これによってNOxの発生量をそれだけ低減できる。
【0031】
このバルブタイミングΔVとなるようにバルブタイミング可変制御機構が吸排気弁の作動タイミングを制御し、ステップS4ではこれに応じて変化する実際のバルブタイミングΔV’を検出する。
【0032】
ステップS5で目標バルブタイミングΔVとして、実際のバルブタイミングΔV’を置き換え、このバルブタイミングΔVに基づいて図6に示すような特性に設定されたテーブルから、燃料噴射時期の補正量ΔITを算出する。
【0033】
一般にバルブオーバラップ量が大きく、内部EGR量が多くなると、高温の排気により燃料の気化が進み、同時に燃料が拡散し、圧縮上死点付近における点火栓近傍での混合気層がそれだけ希薄になりやすく、着火及びその後の火炎伝播の安定性が損なわれがちとなる。これに対して、燃料噴射時期を遅角すると、その分だけ点火までの期間が短くなり、噴射されてから点火するまでの燃料の拡散が抑制され、可燃混合気層の維持が容易となり、成層燃焼が安定する。したがって補正量ΔITは、バルブオーバラップ量が大きくなるほど遅角量も大きくなるように設定される。
【0034】
なお、補正量ΔITを実際のバルブタイミングの検出値に基づいて算出するので、燃料噴射時期を内部EGR量に正確に対応させることが可能となる。
【0035】
そしてステップS7では燃料噴射時期として、前述の燃料噴射時期ITにこの補正量ΔITを加わえ、燃料噴射時期IT=IT+ΔITとして設定し(遅角側に補正される)、これによって燃料インジェクタからの噴射制御を行う。
【0036】
次に全体的な作用について説明する。
【0037】
機関の部分負荷運転時など、超希薄混合気により成層燃焼が行われる。このときは燃料インジェクタ5から圧縮行程の後半に燃料が噴射され、上昇するピストン頂面の半球形空間(ボール)3aの内部に噴射燃料が滞留し、可燃混合気層を形成維持する。これに点火栓4により点火されると、層状混合気に火炎が伝播し、全体的には極めて希薄な混合気であっても、安定して燃焼が行われる。
【0038】
この成層燃焼時に排気還流通路23からの外部排気還流に加えて、吸排気弁バルブタイミングを変化させ、バルブオーバラップ量を大きくすると、これに応じて気筒内の内部EGR量(残留排気量)が多くなり、この内部EGR量の増加に伴いNOxの発生量が相対的に減少する。ただし、高温の内部還流排気の増加によって圧縮行程で噴射された燃料の気化と同時に燃料の拡散が進む。燃料が燃焼室内に広く拡散すると、点火時に点火栓4の付近の混合気濃度が薄くなり、可燃混合気が維持できず、着火の安定性が損なわれる。
【0039】
しかし、バルブオーバラップ量を大きくしたときは、これに応じて燃料噴射時期が遅角側に補正、つまり、より圧縮行程の後半に噴射時期がずれる。このため、噴射燃料が高温排気により拡散する傾向が強まっても、噴射から点火までの期間が短くなり、点火時に点火栓4の近傍に確実に可燃混合気層を形成維持することが可能となる。
【0040】
このようして、バルブオーバラップを大きくしたときには、図3にも示すように、これに応じて燃料噴射時期を遅らせることにより、混合気の成層化を維持し、かつ噴射燃料の気化促進もあって、良好な成層燃焼の維持を実現し、内部EGR量の増加によるなお一層のNOxの低減が図れるのである。この場合、図3からも分かるように、あるバルブオーバラップ量についての最適な燃料噴射時期よりも、噴射時期を進めても、遅らしても燃焼安定度は悪くなるのであり、そのバルブオーバラップにおいてそれぞれ燃料噴射時期の最適値があることが理解できる。
【0041】
なお、理論空燃比による通常燃焼時には、バルブタイミングは通常燃焼に最適な時期に制御され、また燃料噴射時期もこれに応じた最適なタイミングに調整される。
【0042】
次に他の実施の形態を図7によって説明する。
【0043】
吸排気弁のバルブタイミングが一定であっても、機関運転条件が異なると内部EGR量は変動する。例えば図8にも示すように、負荷が小さく、また回転数が小さくなるほど、内部EGR量は多くなる。
【0044】
そこで、この実施の形態では、実際の内部EGR量に対応して燃料の噴射時期を補正するようにしたものである。
【0045】
図7に燃料噴射時期の制御動作のフローチャートを示し、ステップS6のバルブタイミングΔVからΔITを算出するまでは図4と同じであるが、その後に、ステップS7において、回転数Nと負荷Tpの大きさに基づいて、図8に示すようなテーブルから、第2の補正量ΔIT1を演算し、ステップS8で燃料の噴射時期を、基本噴射時期ITにバルブタイミングに基づいての第1の補正量ΔITと、運転状態に応じての第2の補正量ΔIT1とを加算して求める。
【0046】
このようすると、同じバルブタイミングであっても、負荷や回転数が小さくなるほど燃料噴射時期は遅角側に補正され、実際の内部EGR量の増加に見合った噴射時期に制御され、成層燃焼の安定性を確実に維持できる。
【0047】
次に図9のさらに別の実施形態を説明する。
【0048】
これは、バルブタイミングの変換量つまりバルブオーバラップ量と燃焼安定度には一定の相関があるので、燃焼安定度との関係で燃料噴射時期の補正量を算出するようにしたものである。
【0049】
このため、ステップS4において、燃焼安定度ΔNに基づいて実際のバルブタイミングに相当するΔV1を算出している。この場合、ΔNは、機関回転数変動として、回転数Nの単位時間当たりの変動量として求められ、この回転数変動に基づいて、図10に示すテーブルからバルブタイミングΔV1を算出するのである。外部EGR率を一定とするならば、バルブオーバラップ量(内部EGR量)が大きくなるほど燃焼安定度が悪化し、回転数変動も大きくなる。
【0050】
そして、ステップS5ではこのΔV1を実際のバルブタイミングΔVとして置き換え、これに基づいて燃料噴射時期の補正量ΔITを上記と同じように求め(ステップS6)、ステップS7で燃料噴射時期をIT=IT+ΔITとして算出する。
【0051】
このようにすると、内部EGR量を反映する実際のバルブタイミングを検出しなくても、クランク角センサ出力の微分値などから求まる回転数変動から実質的な内部EGR量が正確に把握でき、これに対応して適切な燃料噴射時期の遅角補正が行える。
【0052】
さらに別の実施形態を図11に基づいて説明する。
【0053】
ここでは、燃焼安定度、すなわち回転数変動の大きさからバルブタイミング(内部EGR)の異常や外部EGRの異常を判定し、これらの異常の発生時に燃料噴射時期の制御が混乱することのないようしている。
【0054】
このため、ステップS4で燃焼安定度ΔNを読み込んだら、ステップS5において、これを安定限界を示す第1の所定値ΔN1と比較する。
【0055】
この第1の所定値ΔN1は前記した図10にも示すように、外部EGR率を一定にしたときにバルブオーバラップ量を大きくしていったときの燃焼安定度の限界値であり、このΔN1よりもΔNが大きいときは、安定限界を越えたものと判断する。そしてステップS6に移行して、バルブタイミングΔVと噴射時期補正量ΔITをそれぞれゼロに設定し、つまり内部EGR率を最小値に戻し、ステップS7でバルブタイミングが異常であるとする判定を行う。
【0056】
これに対して、ステップS5で燃焼安定度ΔNがΔN1以下と判断されたときは、ステップS6で第2の所定値ΔN2との大小を比較する。この第2の所定値ΔN2は、図12にも示すように、バルブタイミングΔVを一定(同一負荷、回転数ならば内部EGR量一定)として外部EGR率を大きくしていったときの燃焼安定度の限界値であり、このΔN2よりもΔNが大きいときは、安定限界を越えたものとして、ステップS9に移行して外部EGRが過剰に行われているものとして、異常の判定を行う。
【0057】
なお、図13にも示すように、安定限界値としては、ΔN1の方がΔN2よりも大きくなっている。同一量の内部EGRと外部EGRとでは、内部EGRの方が筒内温度が高くなり、このため噴射燃料が拡散しやすく燃焼安定度は相対的に悪化するので、同一のEGR率のときの安定限界値として、内部EGRによるときの限界値を大きくしている。
【0058】
燃焼安定度がΔN2以下のときは、内部EGR、外部EGRのいずれもが正常範囲とみなしてステップS10に進み、図9の実施形態と同じように、ΔNに基づいてバルブタイミングΔV1を算出し、これをΔVに置き換えた上、このΔVに応じて補正量ΔITを算出し、さらに噴射時期ITに補正量ΔITを加算することで、燃料噴射時期を求める(ステップS10〜ステップS13)。
【0059】
成層燃焼が正常に行われているときは、運転条件に対応して外部EGR率が決まり、これとは別に内部EGR率、つまりバルブオーバラップ量が制御され、燃焼安定度を損なわない範囲でNOxを低減させるように設定されるのであるが、外部EGR装置やバルブタイミング可変制御機構に故障などの異常が発生し、EGRが過剰に行われると、燃焼が著しく不安定となる。
【0060】
しかし、このようなときでも、燃焼安定度(回転数変動)ΔNを判断し、もしも燃焼安定度が第1の限界値ΔN1よりも悪化しているときは、少なくともバルブタイミングの可変制御機構に故障などの異常が発生しているものと判定する(ただし同時に外部EGR装置にも故障が発生している場合も含まれる)。
【0061】
これに対して、第1の限界値以内にあるときは、バルブタイミング可変制御機構は正常に機能しているものと判定し、こんどは外部EGR装置が正常かどうかを判定するために第2の限界値ΔN2との比較を行う。そして第2の限界値よりも燃焼安定度が悪化しているときは、外部EGR装置が故障などの異常状態にあると判定できるのであり、これらの判定結果を表示することなどにより、それぞれに応じて適切な処置を促すことができる。
【0062】
また、第1の限界値よりも燃焼安定度が悪いときは、バルブタイミングの変換量をゼロ、また噴射時期補正量をゼロにして、内部EGRを減らすので、フェールセーフの機能が発揮でき、また第1の限界値以下ではあるが第2の限界値よりも悪いときは、外部EGR装置の故障判定を行うが、燃焼の安定度については第1の限界値までは達していないので、そのまま噴射時期の補正を継続する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の全体構成を概略構成図である。
【図2】成層燃焼時の燃料噴射時期を示す説明図である。
【図3】成層燃焼時のバルブタイミング(バルブオーバラップ量)と燃料噴射タイミングを変化させたときの燃焼安定度、NOx発生量、などの関係を示す説明図である。
【図4】第1の実施形態の制御内容を示すフローチャートである。
【図5】燃料噴射時期を回転数及び燃料噴射パルス幅に基づいて示す特性図である。
【図6】バルブタイミング(バルブオーバラップ量)と燃料噴射時期の補正量との関係を示す特性図である。
【図7】第2の実施形態の制御内容を示すフローチャートである。
【図8】同一のバルブタイミングにおいて回転数及び負荷変動に対する内部EGR量の変化の関係を示す特性図である。
【図9】第3の実施の形態の制御内容を示すフローチャートである。
【図10】外部EGR率を一定としたときのバルブタイミングと燃焼安定度の関係を示す特性図である。
【図11】第4の実施の形態の制御内容を示すフローチャートである。
【図12】内部EGR率を一定としたときの外部EGR率と燃焼安定度の関係を示す特性図である。
【図13】燃焼安定度と安定限界の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
3 ピストン
4 点火栓
5 燃料インジェクタ
6 吸気通路
7 排気通路
9 吸気弁
10 排気弁
20 制御装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an in-cylinder direct injection internal combustion engine, and more particularly, to control of fuel injection timing in accordance with valve timing of intake and exhaust valves.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as disclosed in JP-A-8-35429, a spark ignition type internal combustion engine, fuel is directly injected into a cylinder in the second half of a compression stroke from a fuel injection valve provided in a combustion chamber, An in-cylinder direct injection internal combustion engine has been proposed in which a combustible air-fuel mixture is collected in the vicinity of a spark plug and stratified combustion is performed so that stable combustion can be realized while being an extremely lean air-fuel mixture as a whole. By injecting fuel in the latter half of the compression stroke, it prevents diffusion of the injected fuel, maintains a relatively rich mixture layer near the spark plug during ignition, and enables stable ignition combustion and flame propagation. Overall, it is possible to operate with an ultra-lean air-fuel mixture, and the fuel consumption and exhaust composition are greatly improved.
[0003]
As described in JP-A-2-245406, the valve timing of the internal combustion engine, that is, the opening / closing timing of the intake / exhaust valve is changed depending on the operating conditions, and at the same time, by adjusting the ignition timing and the air-fuel ratio, for example, low load By making the valve overlap relatively large in the region, etc., the exhaust amount flowing back from the exhaust system to the intake system is increased to increase the internal exhaust gas recirculation (EGR) rate, thereby reducing the NOx emission amount, etc. Are known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional direct injection type internal combustion engine, the fuel injection timing at the time of stratified combustion is basically the timing required to form and maintain a combustible mixture layer necessary for stratified combustion. It is fixed to.
[0005]
For this reason, when variable control of the intake / exhaust valve timing is applied, the stability of combustion is not always optimally maintained, and it is difficult to maximize the exhaust performance and fuel consumption characteristics of the engine. It was.
[0006]
The present invention solves such a technical problem, and further reduces NOx and HC while maintaining combustion stability by changing the fuel injection timing in accordance with the change in valve timing during stratified combustion. It aims to plan.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Accordingly, a first invention is a fuel injector for directly injecting fuel into a combustion chamber, a fuel injection timing control means for setting the fuel injection from the fuel injector at the second half of the compression stroke at the time of stratified combustion, and an injected fuel In a direct injection type internal combustion engine equipped with an ignition plug for igniting, a valve timing variable control means for variably controlling the valve timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve, and a fuel injection timing during stratified combustion And a fuel injection timing correction unit that corrects the fuel injection timing according to a change in timing. The fuel injection timing correction unit corrects the fuel injection timing to the retard side as the valve overlap amount increases due to the change in valve timing.
[0009]
In a second aspect based on the first aspect, the fuel injection timing correction means corrects the fuel injection timing while detecting a change in actual valve timing.
[0010]
According to a third invention, in the first and second inventions, the fuel injection timing correction means includes a first correction amount based on the valve overlap amount, and a second correction according to the engine speed and the load. And the injection timing is corrected to the retard side based on these.
[0011]
In a fourth aspect based on the first aspect, the fuel injection timing correction means corrects the fuel injection timing to the retard side in accordance with the combustion stability that fluctuates due to a change in valve timing.
[0012]
In a fifth aspect based on the fourth aspect, the fuel injection timing correction means corrects the fuel injection timing to the retard side as the rotational speed fluctuation as the combustion stability increases.
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a fuel injector for directly injecting fuel into a combustion chamber, a fuel injection timing control means for setting the fuel injection from the fuel injector at the second half of the compression stroke at the time of stratified combustion, In a direct injection type internal combustion engine equipped with an ignition plug that ignites and an exhaust gas recirculation device that recirculates part of the exhaust gas into the intake air, the valve timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve is variably controlled during stratified combustion And a fuel injection timing correcting means for correcting the fuel injection timing at the time of stratified combustion according to the change of the valve timing. The fuel injection timing correcting means is configured to change the valve timing by changing the valve timing. while correcting retarded fuel injection timing as the amount of overlap increases, and means for measuring the degree of combustion stability, combustion stability of stratified combustion The Based on the result of comparison with the set value of the stability limit due to the limit of stability and external exhaust gas recirculation stability combustion by the internal exhaust gas recirculation comprises means for determining an abnormality of the variable valve timing control means or the exhaust gas recirculation device.
[0014]
In a seventh aspect based on the sixth aspect, the abnormality determining means sets the valve overlap amount and the injection timing correction amount to minimum values, respectively, when the abnormality of the valve timing variable control means is determined.
[0015]
In the first invention, when the valve timing is changed during stratified combustion, the internal exhaust gas recirculation rate fluctuates accordingly. As the internal exhaust gas recirculation rate increases, NOx can be reduced by that amount. However, the temperature of the injected fuel increases due to the high-temperature recirculated exhaust gas, and the fuel tends to diffuse, so stratified combustion tends to become unstable. In such a case, fuel diffusion is suppressed by delaying the fuel injection timing, thereby shortening the period until ignition after fuel injection. As a result, a combustible air-fuel mixture layer is formed and maintained in the vicinity of the spark plug at the time of ignition, and stable stratified combustion can be maintained. In this way, combustion stability can be ensured while further reducing NOx and HC. it can.
[0016]
In the second aspect of the invention, the fuel injection timing is corrected corresponding to the actual valve timing, so that the control that accurately reflects the internal exhaust gas return rate can be performed.
[0017]
In the third aspect of the invention, the internal exhaust gas recirculation rate changes when the rotational speed and load at that time fluctuate even with the same valve overlap, but the fuel injection timing is corrected even in response to this rotational speed and load fluctuation. Therefore, control with high combustion stability can be performed.
[0018]
In the fourth and fifth inventions, the fuel injection timing is controlled while measuring the actual combustion stability by detecting the rotational speed fluctuation, etc., so that the control with high combustion stability is performed while the valve timing is open control. Is possible.
[0019]
In the sixth invention, when an abnormality occurs in the internal exhaust gas recirculation and the external exhaust gas recirculation and the exhaust gas is recirculated excessively, the combustion stability is significantly impaired. However, since the recirculation exhaust gas temperature is higher and the diffusion of fuel is faster, the stratified combustion is likely to be impaired, and the combustion stability is deteriorated. Therefore, by making a difference in the set value of the stability limit of combustion, it is possible to immediately determine which cause caused the abnormality.
[0020]
In the seventh invention, when an abnormality occurs in the control of the valve timing, the overlap amount is corrected so as to be minimized, so that the fail-safe function can be exhibited and the instability of combustion can be prevented.
[0021]
Embodiment
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0022]
In FIG. 1, 1 is a cylinder block, 2 is a cylinder head, and 3 is a piston. Fuel is directly injected from a fuel injector 5 into a combustion chamber 11 defined by these. An ignition plug 4 ignites and burns the mixture with the injected fuel near the compression top dead center.
[0023]
6 is an intake passage, 7 is an exhaust passage, 8 is an intake throttle valve provided in the intake passage 6, 9 is an intake valve, 10 is an exhaust valve, and 23 is taking in part of the exhaust to reduce NOx An exhaust gas recirculation passage 24 and a control valve 24 for adjusting the exhaust gas recirculation amount constitute an external exhaust gas recirculation device (external EGR device).
[0024]
A well-known variable valve timing control mechanism (not shown) is provided so that at least one of the valve timings of the intake valve 8 and the exhaust valve 9 is variably changed according to operating conditions. This variable control mechanism, for example, relatively advances or retards the rotation angle of the camshaft that drives the intake valve 8, and if the valve closing timing of the intake valve 8 is delayed by delaying, the exhaust valve 9. And the valve overlap (period) increases.
[0025]
A control device 20 for the fuel injector 5 controls the fuel injection timing and the injection period in accordance with the operating conditions. Therefore, the control device 20 includes an air flow meter 12 that detects the intake air amount, a crank angle sensor 13 that detects the engine crank angle, a water temperature sensor 14 that detects the cooling water temperature, and an exhaust air-fuel ratio sensor that detects the oxygen concentration in the exhaust gas. 15. Signals representative of driving conditions are input from a throttle opening sensor 16 that detects the opening of the throttle valve, a vehicle speed sensor 17 that detects the vehicle speed, a fuel pressure sensor 18 that detects the fuel injection pressure, and the like. A fuel pressure control device 21 controls the fuel injection pressure (common rail pressure). The actual fuel injection amount is determined from the fuel pressure and the fuel injection period.
[0026]
As shown in FIG. 2, the fuel injector 5 determines the injection timing so that fuel injection is performed in the latter half of the compression stroke in principle during lean stratified combustion executed in a partial load region of the engine load. , Prevents the diffusion of fuel during ignition, forms a combustible mixture layer near the spark plug, and realizes stable stratified combustion while maintaining an extremely lean mixture as a whole. During homogeneous premixed (normal) combustion at the stoichiometric air-fuel ratio, etc., fuel injection is performed during the intake stroke to form a homogeneously mixed mixture in the combustion chamber during ignition.
[0027]
In the present invention, as shown in FIG. 3, during stratified combustion, the valve timing is changed so that the valve overlap is larger than during normal combustion, and the internal exhaust gas recirculation (internal EGR) rate is set separately from the external EGR. In order to increase and further reduce the generation of NOx and prevent the instability of combustion due to this, the control device 20 delays the fuel injection timing during stratified combustion as the valve overlap increases. Correction control to the corner side.
[0028]
The contents of this control will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0029]
First, in step S1, it is determined whether or not the current operating condition is stratified combustion. When stratified operation is performed at the time of partial load or the like, the process proceeds to step S2 to increase the engine speed N and the fuel injection pulse width (load) Tp. Based on this, the basic fuel injection timing IT and ignition timing (advance value) ADV are set. As shown in FIG. 5, the basic fuel injection timing IT is set so as to be on the advance side (front side of the compression stroke) as the rotational speed and load increase.
[0030]
In step S3, the valve timing (valve overlap amount of the intake / exhaust valve) ΔV is set based on the rotational speed N and the load Tp. As this valve overlap increases, the amount of exhaust flowing back to the intake system increases, and the amount of internal EGR (residual exhaust amount) increases, thereby reducing the amount of NOx generated accordingly.
[0031]
The variable valve timing control mechanism controls the operation timing of the intake / exhaust valves so that this valve timing ΔV is obtained, and in step S4, the actual valve timing ΔV ′ that changes in accordance with this is detected.
[0032]
In step S5, the actual valve timing ΔV ′ is replaced as the target valve timing ΔV, and the correction amount ΔIT of the fuel injection timing is calculated from the table set to the characteristics shown in FIG. 6 based on the valve timing ΔV.
[0033]
In general, when the valve overlap amount is large and the internal EGR amount increases, fuel vaporization progresses due to high-temperature exhaust, and at the same time, the fuel diffuses and the air-fuel mixture layer near the spark plug near the compression top dead center becomes much less diluted. This tends to impair the stability of ignition and subsequent flame propagation. On the other hand, if the fuel injection timing is retarded, the period until ignition is shortened by that amount, diffusion of fuel from injection to ignition is suppressed, and maintenance of the combustible air-fuel mixture layer is facilitated. Combustion is stabilized. Therefore, the correction amount ΔIT is set so that the retardation amount increases as the valve overlap amount increases.
[0034]
Since the correction amount ΔIT is calculated based on the detected value of the actual valve timing, the fuel injection timing can be made to correspond accurately to the internal EGR amount.
[0035]
In step S7, the correction amount ΔIT is added to the above-described fuel injection timing IT as a fuel injection timing, and is set as fuel injection timing IT = IT + ΔIT (corrected to the retarded angle side), thereby injecting from the fuel injector. Take control.
[0036]
Next, the overall operation will be described.
[0037]
Stratified combustion is performed with an ultra-lean air-fuel mixture, such as during partial load operation of an engine. At this time, fuel is injected from the fuel injector 5 in the second half of the compression stroke, and the injected fuel stays inside the rising hemispherical space (ball) 3a of the piston top surface, thereby forming and maintaining a combustible mixture layer. When this is ignited by the spark plug 4, the flame propagates to the layered mixture, and even if the mixture is extremely lean as a whole, combustion is stably performed.
[0038]
In addition to external exhaust gas recirculation from the exhaust gas recirculation passage 23 during this stratified combustion, if the intake / exhaust valve timing is changed and the valve overlap amount is increased, the internal EGR amount (residual exhaust gas amount) in the cylinder is accordingly increased. As the internal EGR amount increases, the NOx generation amount relatively decreases. However, the diffusion of fuel proceeds simultaneously with the vaporization of the fuel injected in the compression stroke due to the increase in the high-temperature internal recirculation exhaust. If the fuel diffuses widely in the combustion chamber, the concentration of the air-fuel mixture in the vicinity of the spark plug 4 at the time of ignition becomes thin, the combustible air-fuel mixture cannot be maintained, and the stability of ignition is impaired.
[0039]
However, when the valve overlap amount is increased, the fuel injection timing is corrected to the retard side accordingly, that is, the injection timing is shifted further in the latter half of the compression stroke. For this reason, even if the tendency of the injected fuel to diffuse due to high-temperature exhaust increases, the period from injection to ignition is shortened, and it becomes possible to reliably form and maintain a combustible mixture layer in the vicinity of the spark plug 4 at the time of ignition. .
[0040]
In this way, when the valve overlap is increased, as shown in FIG. 3, the fuel injection timing is delayed in accordance with this, thereby maintaining the stratification of the air-fuel mixture and promoting the vaporization of the injected fuel. Thus, good stratified combustion can be maintained, and NOx can be further reduced by increasing the amount of internal EGR. In this case, as can be seen from FIG. 3, the combustion stability deteriorates even if the injection timing is advanced or delayed from the optimal fuel injection timing for a certain valve overlap amount. It can be understood that there is an optimum value of the fuel injection timing in each.
[0041]
Note that during normal combustion with the stoichiometric air-fuel ratio, the valve timing is controlled to an optimal timing for normal combustion, and the fuel injection timing is adjusted to an optimal timing according to this timing.
[0042]
Next, another embodiment will be described with reference to FIG.
[0043]
Even if the valve timing of the intake and exhaust valves is constant, the internal EGR amount varies if the engine operating conditions are different. For example, as shown in FIG. 8, the amount of internal EGR increases as the load decreases and the rotational speed decreases.
[0044]
Therefore, in this embodiment, the fuel injection timing is corrected in accordance with the actual internal EGR amount.
[0045]
FIG. 7 shows a flowchart of the control operation of the fuel injection timing, which is the same as FIG. 4 until the calculation of ΔIT from the valve timing ΔV in step S6. Thereafter, in step S7, the rotational speed N and the load Tp are increased. Based on the above, a second correction amount ΔIT1 is calculated from a table as shown in FIG. 8, and the fuel injection timing is calculated in step S8, and the first correction amount ΔIT based on the valve timing with respect to the basic injection timing IT. And the second correction amount ΔIT1 corresponding to the operation state is obtained.
[0046]
In this way, even if the valve timing is the same, the fuel injection timing is corrected to the retard side as the load and the rotational speed become smaller, and the fuel injection timing is controlled to the injection timing commensurate with the actual increase in the internal EGR amount. Sex can be reliably maintained.
[0047]
Next, still another embodiment of FIG. 9 will be described.
[0048]
Since there is a certain correlation between the valve timing conversion amount, that is, the valve overlap amount and the combustion stability, the correction amount of the fuel injection timing is calculated in relation to the combustion stability.
[0049]
Therefore, in step S4, ΔV1 corresponding to the actual valve timing is calculated based on the combustion stability ΔN. In this case, ΔN is obtained as a fluctuation amount per unit time of the rotational speed N as the engine rotational speed fluctuation, and the valve timing ΔV1 is calculated from the table shown in FIG. 10 based on the rotational speed fluctuation. If the external EGR rate is made constant, the greater the valve overlap amount (internal EGR amount), the worse the combustion stability and the greater the rotational speed fluctuation.
[0050]
In step S5, ΔV1 is replaced with the actual valve timing ΔV, and based on this, a correction amount ΔIT of the fuel injection timing is obtained in the same manner as described above (step S6). In step S7, the fuel injection timing is set as IT = IT + ΔIT. calculate.
[0051]
In this way, even if the actual valve timing reflecting the internal EGR amount is not detected, the substantial internal EGR amount can be accurately grasped from the rotational speed fluctuation obtained from the differential value of the crank angle sensor output. Correspondingly, the retard correction of the appropriate fuel injection timing can be performed.
[0052]
Still another embodiment will be described with reference to FIG.
[0053]
Here, abnormality in valve timing (internal EGR) and abnormality in external EGR are determined from the combustion stability, that is, the magnitude of the rotational speed fluctuation, and control of the fuel injection timing is not confused when these abnormalities occur. is doing.
[0054]
For this reason, when the combustion stability ΔN is read in step S4, it is compared with a first predetermined value ΔN1 indicating the stability limit in step S5.
[0055]
As shown in FIG. 10, the first predetermined value ΔN1 is a limit value of the combustion stability when the valve overlap amount is increased when the external EGR rate is made constant, and this ΔN1 If ΔN is larger than the value, it is determined that the stability limit has been exceeded. Then, the process proceeds to step S6, where the valve timing ΔV and the injection timing correction amount ΔIT are set to zero, that is, the internal EGR rate is returned to the minimum value, and it is determined in step S7 that the valve timing is abnormal.
[0056]
On the other hand, when it is determined in step S5 that the combustion stability ΔN is equal to or less than ΔN1, the magnitude is compared with the second predetermined value ΔN2 in step S6. As shown in FIG. 12, the second predetermined value ΔN2 is the combustion stability when the valve timing ΔV is constant (the internal EGR amount is constant for the same load and rotation speed) and the external EGR rate is increased. When ΔN is larger than ΔN2, it is determined that the stability limit has been exceeded, the process proceeds to step S9, and it is determined that the external EGR is excessively performed.
[0057]
As shown in FIG. 13, ΔN1 is larger than ΔN2 as the stability limit value. With the same amount of internal EGR and external EGR, the internal EGR has a higher in-cylinder temperature, which makes it easier for the injected fuel to diffuse, and the combustion stability is relatively deteriorated. Therefore, the stability at the same EGR rate is maintained. As the limit value, the limit value due to internal EGR is increased.
[0058]
When the combustion stability is equal to or less than ΔN2, both the internal EGR and the external EGR are considered to be in the normal range, and the process proceeds to step S10, and the valve timing ΔV1 is calculated based on ΔN as in the embodiment of FIG. After replacing this with ΔV, a correction amount ΔIT is calculated according to ΔV, and the fuel injection timing is obtained by adding the correction amount ΔIT to the injection timing IT (steps S10 to S13).
[0059]
When stratified combustion is normally performed, the external EGR rate is determined according to the operating conditions, and separately from this, the internal EGR rate, that is, the valve overlap amount is controlled, and NOx is within a range that does not impair the combustion stability. However, if an abnormality such as a failure occurs in the external EGR device or the variable valve timing control mechanism and EGR is performed excessively, combustion becomes extremely unstable.
[0060]
However, even in such a case, the combustion stability (rotational speed fluctuation) ΔN is judged, and if the combustion stability is worse than the first limit value ΔN1, at least the variable control mechanism of the valve timing has failed. It is determined that an abnormality such as the above has occurred (however, the failure of the external EGR device is also included at the same time).
[0061]
On the other hand, when it is within the first limit value, it is determined that the variable valve timing control mechanism is functioning normally, and in order to determine whether the external EGR device is normal, Comparison with the limit value ΔN2 is performed. When the combustion stability is worse than the second limit value, it can be determined that the external EGR device is in an abnormal state such as a failure, and by displaying these determination results, etc. Can encourage appropriate treatment.
[0062]
Also, when the combustion stability is worse than the first limit value, the valve timing conversion amount is set to zero and the injection timing correction amount is set to zero to reduce the internal EGR, so that the fail-safe function can be exhibited. If it is less than or equal to the first limit value but worse than the second limit value, the failure of the external EGR device is judged, but the combustion stability has not reached the first limit value, so the injection is performed as it is. Continue timing correction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an overall configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing fuel injection timing during stratified combustion.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the valve timing (valve overlap amount) during stratified combustion and the combustion stability, NOx generation amount, etc. when the fuel injection timing is changed.
FIG. 4 is a flowchart showing the control content of the first embodiment.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the fuel injection timing based on the rotational speed and the fuel injection pulse width.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the valve timing (valve overlap amount) and the fuel injection timing correction amount.
FIG. 7 is a flowchart showing control contents of the second embodiment.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between changes in internal EGR amount with respect to rotation speed and load fluctuation at the same valve timing.
FIG. 9 is a flowchart showing control contents of the third embodiment;
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between valve timing and combustion stability when the external EGR rate is constant.
FIG. 11 is a flowchart showing control contents of the fourth embodiment;
FIG. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between the external EGR rate and the combustion stability when the internal EGR rate is constant.
FIG. 13 is a characteristic diagram showing the relationship between combustion stability and stability limit.
[Explanation of symbols]
3 Piston 4 Spark plug 5 Fuel injector 6 Intake passage 7 Exhaust passage 9 Intake valve 10 Exhaust valve 20 Control device

Claims (7)

燃焼室内に直接的に燃料を噴射する燃料インジェクタと、成層燃焼時に燃料インジェクタからの燃料噴射が圧縮行程の後半となるように設定する燃料噴射時期制御手段と、噴射燃料を点火させる点火栓とを備えた筒内直噴式内燃機関において、吸気弁ないし排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを可変的に制御するバルブタイミング可変制御手段と、成層燃焼時の燃料噴射時期をバルブタイミングの変化に応じて補正する燃料噴射時期補正手段とを備え、前記燃料噴射時期補正手段は、バルブタイミングの変化によりバルブオーバラップ量が大きくなるほど燃料噴射時期を遅角側に補正することを特徴とする筒内直噴式内燃機関。A fuel injector for directly injecting fuel into the combustion chamber, fuel injection timing control means for setting the fuel injection from the fuel injector at the second half of the compression stroke at the time of stratified combustion, and an ignition plug for igniting the injected fuel In the in-cylinder direct injection internal combustion engine, the variable valve timing control means for variably controlling the valve timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve, and the fuel injection timing at the time of stratified combustion is corrected according to the change of the valve timing In-cylinder direct injection internal combustion engine, wherein the fuel injection timing correction means corrects the fuel injection timing to the retard side as the valve overlap amount increases due to a change in valve timing. organ. 前記燃料噴射時期補正手段は、実際のバルブタイミングの変化を検出しながら燃料噴射時期を補正する請求項1に記載の筒内直噴式内燃機関。The in-cylinder direct injection internal combustion engine according to claim 1 , wherein the fuel injection timing correction means corrects the fuel injection timing while detecting a change in actual valve timing. 前記燃料噴射時期補正手段は、バルブオーバラップ量に基づいての第1の補正量と、機関回転数と負荷に応じた第2の補正量とを算出し、これらに基づいて噴射時期を遅角側に補正する請求項1または2に記載の筒内直噴式内燃機関。The fuel injection timing correction means calculates a first correction amount based on the valve overlap amount and a second correction amount according to the engine speed and the load, and retards the injection timing based on these. The in-cylinder direct injection internal combustion engine according to claim 1 or 2 , wherein the correction is made to the side. 前記燃料噴射時期補正手段は、バルブタイミングの変化により変動する燃焼安定度に応じて燃料噴射時期を遅角側に補正する請求項1に記載の筒内直噴式内燃機関。The in-cylinder direct injection internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel injection timing correction means corrects the fuel injection timing to the retard side in accordance with the combustion stability that fluctuates due to a change in valve timing. 前記燃料噴射時期補正手段は、燃焼安定度としての回転数変動が大きくなるほど燃料噴射時期を遅角側に補正する請求項4に記載の筒内直噴式内燃機関。The in-cylinder direct injection internal combustion engine according to claim 4 , wherein the fuel injection timing correction means corrects the fuel injection timing to the retard side as the rotational speed variation as the combustion stability increases. 燃焼室内に直接的に燃料を噴射する燃料インジェクタと、成層燃焼時に燃料インジェクタからの燃料噴射が圧縮行程の後半となるように設定する燃料噴射時期制御手段と、噴射燃料を点火させる点火栓と、排気の一部を吸気中に還流する排気還流装置とを備えた筒内直噴式内燃機関において、成層燃焼時に吸気弁ないし排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを可変的に制御するバルブタイミング可変制御手段と、このバルブタイミングの変化に応じて成層燃焼時の燃料噴射時期を補正する燃料噴射時期補正手段とを備え、前記燃料噴射時期補正手段は、バルブタイミングの変化によりバルブオーバラップ量が大きくなるほど燃料噴射時期を遅角側に補正する一方、燃焼安定度を測定する手段と、成層燃焼時の燃焼安定度を内部排気還流による燃焼安定度の安定限界と外部排気還流による安定限界との各設定値と比較した結果に基づいてバルブタイミング可変制御手段または排気還流装置の異常を判定する手段とを備えることを特徴とする筒内直噴式内燃機関。A fuel injector for directly injecting fuel into the combustion chamber, a fuel injection timing control means for setting the fuel injection from the fuel injector during the stratified combustion to be in the second half of the compression stroke, an ignition plug for igniting the injected fuel, In a cylinder direct injection internal combustion engine provided with an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of exhaust gas into intake air, variable valve timing control means for variably controlling the valve timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve during stratified combustion And a fuel injection timing correction means for correcting the fuel injection timing during stratified combustion in accordance with the change in the valve timing. The fuel injection timing correction means increases the amount of valve overlap due to the change in the valve timing. while correcting the injection timing to the retard side, means for measuring the degree of combustion stability, internal exhaust gas recirculation combustion stability during stratified charge combustion A variable valve timing control means or a means for judging an abnormality of the exhaust gas recirculation system based on the result of comparison with each set value of the stability limit of combustion stability and the stability limit due to external exhaust gas recirculation Internal direct injection internal combustion engine. 前記異常判定手段は、バルブタイミング可変制御手段の異常を判定したときにはバルブオーバラップ量と噴射時期の補正量をそれぞれ最小値に設定する請求項6に記載の筒内直噴式内燃機関。The in-cylinder direct injection internal combustion engine according to claim 6 , wherein the abnormality determining means sets the valve overlap amount and the correction amount of the injection timing to minimum values when determining abnormality of the valve timing variable control means.
JP02089398A 1998-02-02 1998-02-02 In-cylinder direct injection internal combustion engine Expired - Lifetime JP3823510B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02089398A JP3823510B2 (en) 1998-02-02 1998-02-02 In-cylinder direct injection internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02089398A JP3823510B2 (en) 1998-02-02 1998-02-02 In-cylinder direct injection internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11218036A JPH11218036A (en) 1999-08-10
JP3823510B2 true JP3823510B2 (en) 2006-09-20

Family

ID=12039912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02089398A Expired - Lifetime JP3823510B2 (en) 1998-02-02 1998-02-02 In-cylinder direct injection internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3823510B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3799851B2 (en) 1999-01-11 2006-07-19 株式会社日立製作所 Diagnostic method for internal combustion engine
JP4677935B2 (en) * 2006-03-14 2011-04-27 日産自動車株式会社 NOx emission reduction device
JP4444275B2 (en) 2006-12-28 2010-03-31 本田技研工業株式会社 Control device for internal combustion engine
DE102010045083A1 (en) * 2010-09-13 2012-03-15 Volkswagen Ag Method and device for controlling an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11218036A (en) 1999-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6330796B1 (en) Control device for direct injection engine
US6708668B2 (en) Control system and method for direct-injection spark-ignition engine
EP1019623B1 (en) Catalyst light-off method and device for direct injection engine
JP3815100B2 (en) Engine control device
KR100284523B1 (en) Control device of internal injection type spark ignition internal combustion engine
JP4444275B2 (en) Control device for internal combustion engine
US7185631B2 (en) Combustion control system and method for direct-injection spark-ignition internal combustion engine
US5979397A (en) Control apparatus for direct injection spark ignition type internal combustion engine
US5797367A (en) Control apparatus for an in-cylinder injection internal combustion engine
US20080140297A1 (en) Internal combustion engine
JP2009115025A (en) Apparatus and method for controlling compression self-ignited internal combustion engine
JP2007016685A (en) Internal combustion engine control device
US20100161203A1 (en) Controller for internal combustion engine
KR100317159B1 (en) Fuel injection control system for internal combustion engine
JP3198957B2 (en) Output fluctuation suppression control device for lean burn internal combustion engine
JP4178386B2 (en) Control device for knocking suppression of internal combustion engine
JP2019194464A (en) Control device for compression ignition type engine
JP7024585B2 (en) Compression ignition engine controller
US20040055561A1 (en) Method for heating up a catalyst in combustion engines with direct fuel injection
JP4323907B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2011001905A (en) Variable compression ratio internal combustion engine
JP2003013784A (en) Control device of direct injection spark ignition type internal combustion engine
US8904993B2 (en) Systems and methods for stabilizing torque during mode transition in direct injection engines
JP3823510B2 (en) In-cylinder direct injection internal combustion engine
JP4943873B2 (en) In-cylinder injection spark ignition internal combustion engine control device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051115

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060113

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060606

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060619

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100707

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110707

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120707

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120707

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130707

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140707

Year of fee payment: 8

EXPY Cancellation because of completion of term