JP4501743B2 - In-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine controller - Google Patents
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Description
この発明は、筒内に燃料を直接に噴射する筒内直接噴射式火花点火内燃機関に関し、特に、その噴射時期および点火時期の制御に関する。 The present invention relates to an in-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine that directly injects fuel into a cylinder, and more particularly to control of the injection timing and ignition timing.
特許文献1には、排気浄化用の触媒コンバータが活性温度よりも低い未暖機状態にあるときに、圧縮行程中に燃料噴射を行い、かつ、点火時期を圧縮上死点よりも遅角させる技術が開示されている。
内燃機関冷機時の触媒の早期活性化を図るべく排気ガス温度を昇温させるとともにHCを低減するためには、点火時期をなるべく大きく遅角させることが望ましいが、点火時期を大幅に遅角すると、燃焼安定度が悪化するため、燃焼安定度の観点から定まるある限界よりも遅角することはできない。特許文献1のような従来の技術では、特に冷機時のような条件下において、安定した燃焼の確保が難しく、燃焼安定度から定まる点火時期の遅角限界が比較的進み側にあり、十分な点火時期の遅角を実現することができない。
In order to raise the exhaust gas temperature and reduce HC in order to achieve early activation of the catalyst when the internal combustion engine is cold, it is desirable to retard the ignition timing as much as possible, but if the ignition timing is significantly retarded Since the combustion stability deteriorates, it cannot be retarded from a certain limit determined from the viewpoint of combustion stability. In the conventional technique such as
本発明は、筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えるとともに、点火プラグを備えてなる筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置において、所定の運転状態のとき、例えば触媒コンバータの冷機時のような排気ガス温度の昇温が必要な場合などに、上死点噴射運転モードとして、燃料噴射を、噴射開始時期が圧縮上死点前で噴射終了時期が圧縮上死点後となるように圧縮上死点を跨ぐ期間に行い、かつ、上記噴射開始時期から遅れた圧縮上死点後に点火を行うことを特徴としている。そして、特に、この上死点噴射運転モード中に負荷が所定の変化速度以上の速度で増加する過渡時に、少なくとも一部の燃料を吸気行程中に噴射するようにしている。 The present invention provides a control device for an in-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine that includes a fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder and that includes an ignition plug. When it is necessary to raise the exhaust gas temperature, such as when the engine is cold, the fuel injection is performed as the top dead center injection operation mode. The injection start timing is before the compression top dead center and the injection end timing is after the compression top dead center. In this manner, the ignition is performed in a period straddling the compression top dead center, and ignition is performed after the compression top dead center delayed from the injection start timing. In particular, at the time of a transient in which the load increases at a speed equal to or higher than a predetermined change speed during the top dead center injection operation mode, at least a part of the fuel is injected during the intake stroke.
図1は、本発明の上死点噴射運転モードにおける燃料噴射期間および点火時期を筒内圧変化とともに例示したものであり、同図の(a)のように、噴射開始時期ITSが圧縮上死点(TDC)前、噴射終了時期ITEが圧縮上死点(TDC)後となる。その間の噴射期間Tの長さは、噴射量に相当する。点火時期ADVは、圧縮上死点(TDC)後であり、噴射開始時期ITSから所定クランク角(例えば10°CA〜25°CA)遅れた時期となる。この遅れ期間Dは、一般に、燃料噴射弁から点火プラグまでの距離に相関する。 FIG. 1 illustrates a fuel injection period and an ignition timing in the top dead center injection operation mode of the present invention together with a change in in-cylinder pressure. As shown in FIG. 1A, the injection start timing ITS is a compression top dead center. Before (TDC), the injection end timing ITE is after the compression top dead center (TDC). The length of the injection period T during that time corresponds to the injection amount. The ignition timing ADV is after compression top dead center (TDC), and is a timing delayed by a predetermined crank angle (for example, 10 ° CA to 25 ° CA) from the injection start timing ITS. This delay period D generally correlates with the distance from the fuel injection valve to the spark plug.
なお、圧縮上死点(TDC)を中心として前半の圧縮上死点前の期間と後半の圧縮上死点後の期間とがほぼ等しくなるように、噴射開始時期ITSおよび噴射終了時期ITEを制御するようにしてもよい。 The injection start timing ITS and the injection end timing ITE are controlled so that the period before the compression top dead center in the first half and the period after the compression top dead center in the second half are substantially equal with the compression top dead center (TDC) as the center. You may make it do.
図2は、内燃機関の1サイクル中のピストンストロークによるピストン位置変化量と燃焼室の体積変化量とを示したものである。図示するように、単位クランク角当たりの変化量は、ストロークの中間位置付近で最も大きく、下死点(BDC)付近ならびに上死点(TDC)付近では、非常に小さい。従って、本発明で燃料噴射を行う圧縮上死点付近は、ピストン位置変化や体積変化が非常に小さく、ピストンの動き等に影響されない安定した場が形成され得る。 FIG. 2 shows the piston position change amount and the combustion chamber volume change amount due to the piston stroke in one cycle of the internal combustion engine. As shown in the figure, the amount of change per unit crank angle is the largest near the middle position of the stroke, and is very small near the bottom dead center (BDC) and near the top dead center (TDC). Therefore, in the vicinity of the compression top dead center where the fuel injection is performed in the present invention, the piston position change and volume change are very small, and a stable field that is not affected by the piston movement or the like can be formed.
また、筒内には、吸気行程において、スワール流やタンブル流といった比較的大きな流れのガス流動が発生し、圧縮行程においても残存しているが、このようなスワール流やタンブル流といった大きな流れは、ピストンが圧縮上死点付近に達して燃焼室が狭小なものとなると、急激に崩壊する。図3は、種々の機関回転数の下での燃焼室内の大きな流れの流速変化を示したものであり、図示するように、回転数に応じた強さのスワール流ないしタンブル流が発生するが、圧縮上死点(360°CA)に達する前に、急激に崩壊する。従って、本発明において圧縮上死点付近で噴射された燃料噴霧は、スワール流やタンブル流のような大きな流れにより動かされることがなく、点火プラグに対し、常に安定した形で噴霧を形成することが可能である。 In the cylinder, a relatively large gas flow such as a swirl flow or a tumble flow is generated in the intake stroke and remains in the compression stroke. However, a large flow such as a swirl flow or a tumble flow is When the piston reaches near the compression top dead center and the combustion chamber becomes narrow, it collapses rapidly. FIG. 3 shows a change in flow velocity of a large flow in the combustion chamber under various engine speeds. As shown in the figure, a swirl flow or a tumble flow having a strength corresponding to the rotation speed is generated. Collapses rapidly before reaching compression top dead center (360 ° CA). Therefore, in the present invention, the fuel spray injected near the compression top dead center is not moved by a large flow such as a swirl flow or a tumble flow, and always forms a spray in a stable manner on the spark plug. Is possible.
一方、上記のスワール流やタンブル流といった比較的大きな流れのエネルギは、その流れの崩壊に伴って、微小な乱れへと遷移する。従って、燃焼室内の微小な乱れは、圧縮上死点の直前に、急激に増大する。図4は、図3に示した流れの崩壊に伴って生じる微小な乱れの強さを、流速に換算していわゆる乱れ流速として示したものであり、図示するように、圧縮上死点直前に、乱れが大きく増加する。このような微小な乱れは、燃焼場の活性化に寄与し、燃焼改善作用が得られる。 On the other hand, the energy of a relatively large flow such as the swirl flow or the tumble flow described above transitions to minute turbulence as the flow collapses. Therefore, the minute disturbance in the combustion chamber increases rapidly just before the compression top dead center. FIG. 4 shows the intensity of the minute turbulence caused by the collapse of the flow shown in FIG. 3 as a so-called turbulent flow rate converted to a flow velocity, and as shown in the figure, immediately before the compression top dead center. , Disturbances increase greatly. Such minute disturbances contribute to the activation of the combustion field, and a combustion improving action is obtained.
つまり、燃料が噴射される圧縮上死点付近での燃焼室内の場は、噴霧を動かしてしまうような大きな流れが存在せず、かつ燃焼を活発化させる微小な乱れが多く存在し、しかも、ピストンの動きに対し非常に安定した場となる。従って、圧縮上死点よりも遅角した点火時期でもって、安定した燃焼が可能であり、燃焼安定度の上で制限される点火時期の遅角限界が、より遅角側となる。そのため、点火時期の大幅な遅角により、排気ガス温度を大幅に昇温させることができ、かつHC排出量が低減する。 In other words, the field in the combustion chamber near the compression top dead center where the fuel is injected does not have a large flow that moves the spray, and there are many minute disturbances that activate the combustion, It is a very stable place against the movement of the piston. Therefore, stable combustion is possible with the ignition timing retarded from the compression top dead center, and the retard limit of the ignition timing that is limited in terms of combustion stability is on the retard side. For this reason, the exhaust gas temperature can be raised significantly by a large retardation of the ignition timing, and the HC emission amount is reduced.
ここで、上記のような上死点噴射運転モードにおいて、アクセル開度の急増や補機負荷の入力等により負荷が急激に増加したときに、上記のような圧縮上死点付近の燃料噴射の噴射量を増加しても、トルクの立ち上がりは比較的遅く、トルク応答性の点では好ましくない。また、燃料噴射量があるレベル以上になると、過濃な混合気の塊が生じ、スモークの悪化の要因となる。 Here, in the top dead center injection operation mode as described above, when the load suddenly increases due to a sudden increase in the accelerator opening or the input of an auxiliary machine load, the fuel injection around the compression top dead center as described above is performed. Even if the injection amount is increased, the torque rise is relatively slow, which is not preferable in terms of torque response. Further, when the fuel injection amount exceeds a certain level, an excessively rich mixture of air-fuel mixture is generated, which causes the deterioration of smoke.
そこで、本発明では、上死点噴射運転モード中に負荷が所定の変化速度以上の速度で増加する過渡時に、所定期間の間だけ、少なくとも一部の燃料を吸気行程中に噴射する。すなわち、図1の(b)に示すように、圧縮上死点を跨ぐ期間の主噴射I1に先だって、吸気行程中に、燃料の一部を早期噴射I2として噴射する。あるいは、燃料の全量を吸気行程中に噴射する。 Therefore, in the present invention, during a transition in which the load increases at a speed equal to or higher than a predetermined change speed during the top dead center injection operation mode , at least a part of the fuel is injected during the intake stroke only for a predetermined period . That is, as shown in FIG. 1B, a part of the fuel is injected as the early injection I2 during the intake stroke prior to the main injection I1 in the period over the compression top dead center. Alternatively, the entire amount of fuel is injected during the intake stroke.
このように早期噴射I2として吸気行程中に噴射された燃料のエネルギは、主噴射に比較してより高い効率でトルクに変換される。従って、過渡時のトルク応答性が向上する。そして、早期噴射I2により噴射された燃料は、主噴射I1の噴射時期前に筒内に拡散し、ここに主噴射I1による燃料が噴射されるので、過濃な混合気の塊ひいてはスモークの発生が抑制される。 Thus, the energy of the fuel injected during the intake stroke as the early injection I2 is converted into torque with higher efficiency than the main injection. Accordingly, the torque response during the transition is improved. Then, the fuel injected by the early injection I2 diffuses into the cylinder before the injection timing of the main injection I1, and the fuel by the main injection I1 is injected here, so that an excessive air-fuel mixture lump and smoke is generated. Is suppressed.
本発明では、望ましくは、負荷の増加速度が大きいほど吸気行程噴射つまり早期噴射I2の噴射量を大とする。この場合、吸気行程噴射の噴射量は、燃料噴射弁の所定の最小噴射時間以上とすることが望ましい。 In the present invention, it is desirable to increase the intake stroke injection, that is, the injection amount of the early injection I2, as the load increasing rate is larger. In this case, it is desirable that the injection amount of the intake stroke injection be equal to or longer than a predetermined minimum injection time of the fuel injection valve.
なお、負荷の増加に伴い、負荷に見合う総燃料噴射量自体が増加することになるが、主噴射I1の噴射量は、早期噴射I2を追加的に行う間、総燃料噴射量の増加に伴って増加させてもよく、あるいは変化させずに一定に維持するようにしてもよく、あるいは早期噴射I2の噴射量を考慮して逆に減少させるようにしてもよい。 As the load increases, the total fuel injection amount corresponding to the load itself increases, but the injection amount of the main injection I1 increases as the total fuel injection amount increases while the early injection I2 is additionally performed. Or may be kept constant without being changed, or may be decreased in consideration of the injection amount of the early injection I2.
本発明による吸気行程噴射つまり早期噴射I2は、過渡の初期に行えばよく、その後、時間経過に伴って該早期噴射I2の噴射量を徐々に減少させることが望ましい。なお、この早期噴射I2の噴射量の減少に伴って、主噴射I1の噴射量は徐々に増加させることになる。 The intake stroke injection, that is, the early injection I2 according to the present invention may be performed at the beginning of the transition, and thereafter, it is desirable to gradually decrease the injection amount of the early injection I2 with time. Note that the injection amount of the main injection I1 is gradually increased as the injection amount of the early injection I2 decreases.
また、過渡時に、吸気行程噴射とともに点火時期の補正を行うこともできる。これにより、内燃機関のトルクの微調整を応答性良く行うことが可能である。 Further, at the time of transition, the ignition timing can be corrected together with the intake stroke injection. Thereby, it is possible to finely adjust the torque of the internal combustion engine with good responsiveness.
この発明によれば、点火時期を圧縮上死点よりも大幅に遅角させた状態で安定した燃焼を得ることができ、例えば内燃機関の冷機時に、排気ガス温度を昇温させて触媒の早期活性化を図ることができるとともに、HC排出量の低減が可能となる。そして、負荷が急激に増加したときに、燃料の少なくとも一部を吸気行程中に噴射することにより、トルク応答性を高めることができ、かつスモークの悪化を回避できる。 According to the present invention, stable combustion can be obtained in a state where the ignition timing is significantly retarded from the compression top dead center. For example, when the internal combustion engine is cold, the exhaust gas temperature is raised and the catalyst is accelerated. Activation can be achieved and HC emissions can be reduced. When the load increases rapidly, at least a part of the fuel is injected during the intake stroke, so that the torque response can be improved and the deterioration of smoke can be avoided.
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図5〜図7は、この発明が適用される筒内直接噴射式火花点火内燃機関の一実施例を示しており、特に、図5,図6は、一つの気筒の構成を示し、図7は機関全体のシステム構成を示している。 5 to 7 show an embodiment of a direct injection type spark ignition internal combustion engine to which the present invention is applied. In particular, FIGS. 5 and 6 show the configuration of one cylinder. Indicates the system configuration of the entire organization.
図5,図6に示すように、シリンダブロック1に形成されたシリンダ2にピストン3が摺動可能に配置されているとともに、シリンダブロック1上面に固定されたシリンダヘッド4と上記ピストン3との間に、燃焼室5が形成されている。上記シリンダヘッド4には、吸気弁6によって開閉される吸気ポート7と、排気弁8によって開閉される排気ポート9と、が形成されている。1つの気筒に対し、一対の吸気弁6と一対の排気弁8とが設けられており、これらの4つの弁に囲まれた燃焼室5天井面中心部に、点火プラグ10が配置されている。また、この実施例では、運転状態によってタンブル流を強化することができるように、吸気ポート7内に、該吸気ポート7内を上下2つの流路に区画する隔壁11が設けられているとともに、その下側の流路を上流端で開閉するタンブル制御弁12が設けられている。当業者には容易に理解できるように、タンブル制御弁12によって下側の流路を閉塞した状態ではタンブル流が強化され、タンブル制御弁12を開いた状態ではタンブル流が弱まる。なお、このタンブル制御弁12は本発明において必ずしも必須のものではなく、省略することも可能であり、また、これに代えて、公知のスワール制御弁を設けるようにしてもよい。
As shown in FIGS. 5 and 6, a
上記シリンダヘッド4の吸気ポート7の下側、より詳しくは一対の吸気ポート7の中間部の位置には、筒内へ燃料を直接噴射する燃料噴射弁15が配置されている。この燃料噴射弁15は、平面図上において図示せぬピストンピンと直交する方向に沿って燃料を噴射するように配置されているとともに、図5の断面図上において、斜め下方を指向して配置されているが、下方への傾斜角は比較的小さく、つまり水平に近い方向へ燃料を噴射する。
A
一方、ピストン3の頂部は、ペントルーフ型をなす燃焼室5天井面の傾斜に沿った凸部形状をなしているとともに、その中央部に、平面図上において略矩形をなす凹部16が形成されている。この凹部16の底面は、タンブル流に沿うように、所定の曲率半径の円弧面ないしは円弧に近似した湾曲面をなしている。
On the other hand, the top of the
図7に示すように、この実施例の内燃機関は、例えば直列4気筒機関であり、各気筒の排気ポート9が接続された排気通路21に、排気浄化用の触媒コンバータ22が設けられており、その上流側に、酸素センサ等の空燃比センサ23が配置されている。また、各気筒の吸気ポート7が接続された吸気通路24は、その入口側に、制御信号により開閉される電子制御スロットル弁25を備えている。上記排気通路21と上記吸気通路24との間には、排気還流通路26が設けられており、その途中に、排気還流制御弁27が介装されている。また、各気筒のタンブル制御弁12は、ソレノイドバルブ28を介して導入される吸入負圧により動作する負圧式タンブル制御アクチュエータ29によって、一斉に開閉される構成となっている。
As shown in FIG. 7, the internal combustion engine of this embodiment is, for example, an in-line four-cylinder engine, and a
また、上記燃料噴射弁15には、燃料ポンプ31およびプレッシャレギュレータ32によって適宜な圧力に調圧された燃料が、燃料ギャラリ33を介して供給されている。従って、各気筒の燃料噴射弁15が制御パルスにより開弁することで、その開弁期間に応じた量の燃料が噴射される。また、各気筒の点火プラグ10は、イグニッションコイル34に接続されている。
The
上記内燃機関の燃料噴射時期や噴射量、点火時期等は、コントロールユニット35によって制御される。このコントロールユニット35には、アクセルペダル踏み込み量を検出するアクセル開度センサ30の検出信号や、クランク角センサ36の検出信号、空燃比センサ23の検出信号、冷却水温を検出する水温センサ37の検出信号、等が入力されている。
The fuel injection timing, injection amount, ignition timing, etc. of the internal combustion engine are controlled by the
上記のように構成された内燃機関においては、暖機が完了した後の状態、例えば冷却水温が80℃を越えているときには、通常の成層燃焼運転および均質燃焼運転が行われる。 In the internal combustion engine configured as described above, when the warm-up is completed, for example, when the cooling water temperature exceeds 80 ° C., normal stratified combustion operation and homogeneous combustion operation are performed.
すなわち、低速低負荷側の所定の領域では、通常の成層燃焼運転モードとして、基本的にタンブル制御弁12を閉じた状態の下で、圧縮行程の適宜な時期に燃料噴射が行われ、かつ圧縮上死点前の時期に点火が行われる。なお、この運転モードでは、圧縮上死点前に必ず燃料噴射が終了する。圧縮行程中にピストン3へ向けて噴射された燃料は、凹部16に沿って旋回するタンブル流を利用して点火プラグ10近傍へ集められ、ここで点火される。そのため、平均的な空燃比がリーンとなった成層燃焼が実現される。
That is, in a predetermined region on the low speed and low load side, as a normal stratified combustion operation mode, fuel injection is performed at an appropriate time in the compression stroke, with the
また、暖機完了後の高速高負荷側の所定の領域では、通常の均質燃焼運転モードとして、基本的にタンブル制御弁12を開いた状態の下で、吸気行程中に燃料噴射が行われ、かつ圧縮上死点前のMBT点において点火が行われる。この場合は、燃料は筒内で均質な混合気となり、基本的に理論空燃比近傍で運転が行われる。
Further, in a predetermined region on the high speed and high load side after the warm-up is completed, fuel injection is performed during the intake stroke under the condition that the
これに対し、内燃機関の冷却水温が80℃以下のとき、つまり暖機が完了していない状態では、触媒コンバータ22の活性化つまり温度上昇の促進とHC排出量低減のために、上死点噴射運転モードとなる。この上死点噴射運転モードでは、前述した図1の(a)に示したように、噴射開始時期ITSが圧縮上死点(TDC)前、噴射終了時期ITEが圧縮上死点(TDC)後となり、圧縮上死点を跨いで燃料噴射が行われる。点火時期ADVは、圧縮上死点(TDC)後となり、噴射開始時期ITSから10°CA〜25°CA遅れた時期に点火される。この遅れ期間の間に、燃料噴霧がちょうど点火プラグ10付近に到達し、点火プラグ10付近に可燃混合気を形成するので、確実に着火燃焼に至り、成層燃焼が行われる。このとき、燃料噴射量は、平均的な空燃比が理論空燃比となるように制御される。
On the other hand, when the cooling water temperature of the internal combustion engine is 80 ° C. or lower, that is, when the warm-up is not completed, the top dead center is used to activate the
本実施例では、上記の燃料噴射時期は、噴射開始時期ITSが所定のクランク角となるように制御され、噴射終了時期ITEは、この噴射開始時期ITSと燃料噴射量(噴射時間)とによって定まる。なお、燃料噴射期間における圧縮上死点前の期間と圧縮上死点後の期間とが等しくなるように、燃料噴射量に基づき、噴射開始時期ITSと噴射終了時期ITEとを求めるようにすることも可能である。 In this embodiment, the fuel injection timing is controlled so that the injection start timing ITS becomes a predetermined crank angle, and the injection end timing ITE is determined by the injection start timing ITS and the fuel injection amount (injection time). . The injection start timing ITS and the injection end timing ITE are obtained based on the fuel injection amount so that the period before the compression top dead center and the period after the compression top dead center in the fuel injection period are equal. Is also possible.
前述したように、この上死点噴射運転モードにおいて燃料が噴射される圧縮上死点付近での燃焼室内の場は、大きな流れの崩壊により噴霧を動かしてしまうような大きな流れが存在せず、かつ大きな流れの崩壊に伴い、燃焼を活発化させる微小な乱れが多く存在し、しかも、ピストンの動きに対し非常に安定した場となる。そして、このように大きな流れが存在しない安定した場の中で、高圧で燃料噴射を行うことにより、噴霧自体のエネルギによって筒内に微小な乱れを積極的に生成することができる。従って、圧縮上死点よりも遅角した点火時期でもって、安定した燃焼が可能であり、燃焼安定度の上で制限される点火時期の遅角限界が、より遅角側となる。そのため、点火時期の大幅な遅角により、排気ガス温度を大幅に昇温させることができ、かつHC排出量が低減する。 As described above, the field in the combustion chamber near the compression top dead center where fuel is injected in this top dead center injection operation mode does not have a large flow that causes the spray to move due to the collapse of the large flow, Along with the collapse of the large flow, there are many minute disturbances that activate the combustion, and the field becomes very stable against the movement of the piston. Then, by performing fuel injection at a high pressure in a stable field where there is no such a large flow, minute turbulence can be positively generated in the cylinder by the energy of the spray itself. Therefore, stable combustion is possible with the ignition timing retarded from the compression top dead center, and the retard limit of the ignition timing that is limited in terms of combustion stability is on the retard side. For this reason, the exhaust gas temperature can be raised significantly by a large retardation of the ignition timing, and the HC emission amount is reduced.
ここで、負荷が急激に増加した場合、詳しくは負荷が所定の変化速度以上の速度で増加する過渡時には、図1の(b)に示すように、圧縮上死点を跨ぐ期間の主噴射I1に先だって、吸気行程中に、燃料の一部が早期噴射I2として噴射される。この早期噴射I2の噴射量は、負荷の増加速度によって変化し、図8に示すように、負荷増加速度、例えばスロットル弁開度TVOの変化速度ΔTVOが大きいほど早期噴射I2の噴射量が大きく与えられる。なお、変化速度ΔTVOが小さい領域では、燃料噴射弁15の応答性や制御精度等の点で定まる所定の最小噴射時間に制限され、それ以上、早期噴射I2の噴射量が少なくなることはない。
Here, when the load suddenly increases, more specifically, at the time of a transient in which the load increases at a speed equal to or higher than a predetermined change speed, as shown in FIG. 1B, the main injection I1 in the period across the compression top dead center Prior to this, during the intake stroke, part of the fuel is injected as early injection I2. The injection amount of the early injection I2 varies depending on the load increasing speed. As shown in FIG. 8, the larger the load increasing speed, for example, the change rate ΔTVO of the throttle valve opening TVO, the greater the injection amount of the early injection I2. It is done. In the region where the change rate ΔTVO is small, the
また、この早期噴射I2を行っているときの主噴射I1の噴射量は、必要なトルクに見合った総燃料噴射量から早期噴射I2の噴射量を差し引いたものとなる。 Further, the injection amount of the main injection I1 when performing the early injection I2 is obtained by subtracting the injection amount of the early injection I2 from the total fuel injection amount commensurate with the required torque.
負荷の急増の一つとして、オン・オフ的に加わる補機負荷に対処する場合には、早期噴射I2の噴射量を、補機毎に定めた一定値として与えるようにしてもよい。つまり、ある補機がオンとなったときに、その切換直後の僅かな間、所定量の早期噴射I2が行われる。 As one of the sudden increases in load, when dealing with an auxiliary load applied on and off, the injection amount of the early injection I2 may be given as a constant value determined for each auxiliary device. That is, when a certain auxiliary machine is turned on, a predetermined amount of early injection I2 is performed for a short time immediately after the switching.
また、最終的な内燃機関のトルクは、点火時期の補正によって応答性よく微調整することが可能である。 Further, the final torque of the internal combustion engine can be finely adjusted with good responsiveness by correcting the ignition timing.
なお、図9は冷機時の運転モードを示しているが、この図9に示すように、冷機時であっても、高負荷域および高速域においては、上死点噴射運転モードは解除され、通常モードとして通常の成層燃焼運転ないしは均質燃焼運転が行われる。 Although FIG. 9 shows the operation mode during cold operation, as shown in FIG. 9, the top dead center injection operation mode is canceled in the high load region and the high speed region even during cold operation. As the normal mode, normal stratified combustion operation or homogeneous combustion operation is performed.
図10は、この実施例の制御の概略を示すフローチャートであって、まずステップ1で、上死点噴射運転モードの禁止条件が成立しているか否かの判定を行う。例えば、冷却水温が80℃を越えている場合や、図9に示す高負荷域あるいは高速域では、上死点噴射運転モードが禁止されるので、ステップ2へ進み、通常モードとして通常の成層燃焼運転ないしは均質燃焼運転を行う。上死点噴射運転モードが禁止されていない場合は、ステップ3へ進み、負荷の急増後、所定期間内であるか否か判定する。ここでNOであれば、ステップ4へ進み、上死点噴射運転モード、特に主噴射I1のみによる運転を行う。
FIG. 10 is a flowchart showing an outline of the control of this embodiment. First, in
一方、ステップ3でYESであれば、ステップ5へ進み、早期噴射I2と主噴射I1とによる運転を行う。具体的には、初回は、スロットル弁開度TVOの変化速度ΔTVO等に基づいて、早期噴射I2の噴射量を決定し、この早期噴射I2の噴射量を考慮して、主噴射I1の噴射量を決定する。そして、吸気行程中に早期噴射I2を行い、圧縮上死点を跨ぐ期間に主噴射I1を行う。2回目以降は、早期噴射I2の噴射量を初期値から徐々に減少させ、これに対応して主噴射I1の噴射量を徐々に増加させ、同様に、所定の時期にそれぞれの噴射を行う。
On the other hand, if “YES” in the
3…ピストン
5…燃焼室
10…点火プラグ
15…燃料噴射弁
3 ...
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