JPH07293260A - Swirl controller for fuel injection type engine - Google Patents

Swirl controller for fuel injection type engine

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JPH07293260A
JPH07293260A JP6081712A JP8171294A JPH07293260A JP H07293260 A JPH07293260 A JP H07293260A JP 6081712 A JP6081712 A JP 6081712A JP 8171294 A JP8171294 A JP 8171294A JP H07293260 A JPH07293260 A JP H07293260A
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fuel injection
engine
combustion
swirl
fuel
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Koji Morikawa
弘二 森川
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Fuji Heavy Industries Ltd
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve emission, improve fuel consumption and output by selecting the laminar combustion or uniform combustion on the basis of the operation state of an engine and opening/closing-controlling a swirl valve so that the specific condition on the basis of the selection is satisfied. CONSTITUTION:In the intake passage 2 of an engine 1, a swirl valve 10 which generates a swirl flow inside a cylinder when a valve is closed is arranged. Since a plurality of fuel injection valves 11 and 12 are controlled on the basis of the engine operation state, the laminary ocmbustion and the uniform combustion are realized. In this case, in each combustion system of the laminary combustion or unifiorm combustion is selected by a selecting means on the basis of the engine revolution speed or the engine load. In case of the selection of the laminary ocmbustion, etc., the swirl valve 10 is closed, while if the uhiform vombustion is selected in the high load operation region in the vicinity of the perfect throttle opening, control is performed by the swirl valve control means so that the swirl valve 10 is opened.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン運転状態に基
づく燃料噴射弁の制御により燃焼方式を少なくとも成層
燃焼方式と均一燃焼方式とに切り換える燃料噴射式エン
ジンを対象とし、燃焼方式に応じてスワール流の生成を
制御することで燃焼状態を改善するようにした燃焼噴射
式エンジンのスワール制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is directed to a fuel injection type engine in which a combustion system is switched between at least a stratified combustion system and a uniform combustion system by controlling a fuel injection valve based on an operating state of the engine. The present invention relates to a swirl control device for a combustion injection engine, which improves a combustion state by controlling flow generation.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンの燃焼方式として、成層化した
濃混合気に着火する成層燃焼方式では全体的な空燃比を
リーン化できるのでエンジンの低中負荷運転領域で燃費
を向上でき、一方、均一混合気に着火する均一燃焼方式
ではエンジンの高負荷運転領域で出力を向上できること
が、従来一般に知られている。また、同じ成層燃焼方式
でも筒内噴射インジェクタを用いて燃料を直接燃焼室内
に噴射する方式では、吸入ポート内に燃料を噴射する方
式に較べて空燃比のリーン限界を大幅に向上することが
でき、この結果、燃費を大幅に向上できることも従来一
般に知られている。
2. Description of the Related Art In a stratified combustion system in which a stratified rich mixture is ignited as an engine combustion system, the overall air-fuel ratio can be made lean so that the fuel consumption can be improved in the low and medium load operating range of the engine, while the uniform combustion can be achieved. It is generally known in the past that the uniform combustion system in which the air-fuel mixture is ignited can improve the output in a high load operation region of the engine. Further, even in the same stratified combustion method, in the method of directly injecting fuel into the combustion chamber using the in-cylinder injector, the lean limit of the air-fuel ratio can be significantly improved compared to the method of injecting fuel into the intake port. As a result, it has been generally known that fuel efficiency can be significantly improved.

【0003】そこで、特開昭62−248819号公報
に記載のように、筒内噴射インジェクタからの燃料噴霧
をスワール流の中心を貫通する空気流に乗せることで強
力な成層混合気を形成するようにした燃料噴射式エンジ
ンや、特開昭60−30416号公報に記載のように、
筒内噴射インジェクタと吸入管噴射インジェクタとを併
用し、エンジンの低負荷領域においては筒内噴射インジ
ェクタから燃焼室中央部の点火プラグ付近に燃料噴射し
て成層燃焼を行わせ、エンジンの高負荷領域においては
吸入管噴射インジェクタから吸入管内に燃料を噴射して
均一燃焼を行わせるようにした燃料噴射式エンジンも知
られている。
Therefore, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-248819, the fuel spray from the in-cylinder injector is placed on the air flow passing through the center of the swirl flow to form a strong stratified mixture. Fuel injection type engine, and as described in JP-A-60-30416,
In-cylinder injection injector and intake pipe injection injector are used together, and in the low-load region of the engine, stratified charge combustion is performed by injecting fuel from the in-cylinder injector to the vicinity of the spark plug in the center of the combustion chamber, and the high-load region of the engine There is also known a fuel injection engine in which fuel is injected from an intake pipe injection injector into the intake pipe for uniform combustion.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記特開昭
62−248818号公報に記載の燃料噴射式エンジン
では、筒内噴射インジェクタが燃焼室の側部から中央部
に向けて斜めに燃料噴射する関係で、噴射された燃料噴
霧はスワール流を横切ることとなり、その一部がスワー
ル流に乗って拡散してしまう。このため、成層燃焼が不
安定となり、HCの発生が増加することも予想される。
また、筒内噴射インジェクタが燃焼室の側部に斜めに傾
斜して設置されているため、エンジン負荷の変動に応じ
て燃料噴射量が変化すると、噴射燃料の展開位置が燃焼
室の中央部から外れることが予測され、エンジン負荷の
変動に対応した良好な成層混合気を生成するのが難しい
という問題もある。
By the way, in the fuel injection type engine disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-248818, the in-cylinder injector injects fuel obliquely from the side of the combustion chamber toward the center. Therefore, the injected fuel spray crosses the swirl flow, and a part of the fuel spray diffuses along the swirl flow. Therefore, it is expected that the stratified charge combustion becomes unstable and the generation of HC increases.
In addition, since the in-cylinder injector is installed obliquely on the side of the combustion chamber, if the fuel injection amount changes according to the fluctuation of the engine load, the deployed position of the injected fuel will change from the center of the combustion chamber. There is also a problem that it is difficult to generate a good stratified air-fuel mixture that is predicted to come off and that corresponds to a change in engine load.

【0005】一方、前記特開昭60−30416号公報
に記載の燃料噴射式エンジンは、筒内噴射インジェクタ
が燃焼室の側部から燃焼室中央部の点火プラグ付近に向
けて横向きに燃料噴射するよう設置されている関係で、
低負荷領域の成層燃焼時に点火プラグ付近に濃混合気を
生成するのが難しく、安定した成層燃焼が得にくいこと
が予測される。
On the other hand, in the fuel injection engine described in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 60-30416, the in-cylinder injector injects the fuel laterally from the side of the combustion chamber toward the vicinity of the spark plug in the center of the combustion chamber. Because it is installed as
It is difficult to generate a rich mixture near the spark plug during stratified combustion in the low load region, and it is predicted that stable stratified combustion will be difficult to obtain.

【0006】このように燃焼モードを成層燃焼と均一燃
焼とに切り換えるようにした燃料噴射式エンジンにおい
ても、安定した良好な成層燃焼を行うのは一般に難し
く、エミッションをより改善し、燃費及び出力をより向
上させることが要望されている。
Even in a fuel injection type engine in which the combustion mode is switched between stratified charge combustion and uniform combustion in this way, it is generally difficult to carry out stable and good stratified charge combustion, and emission is further improved, and fuel consumption and output are improved. There is a demand for further improvement.

【0007】そこで本発明は、安定した良好な成層燃焼
と均一燃焼とを両立させて総合的にエミッションをより
改善し、燃費及び出力をより向上することができる燃料
噴射式エンジンのスワール制御装置を提供することを目
的とする。
Therefore, the present invention provides a swirl control device for a fuel injection type engine, which is capable of achieving both stable and favorable stratified combustion and uniform combustion to further improve emissions comprehensively and to further improve fuel efficiency and output. The purpose is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項1に記載の本発明による燃料噴射式エンジン
のスワール制御装置は、図1に示すように、エンジン1
の吸気通路2に、開閉制御されることでその閉時にシリ
ンダ内にスワール流を生成するスワールバルブ10を備
えると共に、エンジン運転状態に基づき燃料噴射弁を制
御してエンジン低中負荷運転領域では成層燃焼し、エン
ジン高負荷運転領域では均一燃焼する燃料噴射式エンジ
ンにおいて、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づき
上記成層燃焼または均一燃焼の各燃焼方式を択一的に選
択する選択手段と、成層燃焼方式の選択時及びスロット
ル全開付近を除く高負荷運転領域での均一燃焼方式の選
択時には上記スワールバルブ10を閉制御し、スロット
ル全開付近の高負荷運転領域での均一燃焼方式の選択時
にはスワールバルブ10を開制御するスワールバルブ開
閉制御手段とを備えることを特徴とする。
In order to achieve this object, a swirl control device for a fuel injection type engine according to the present invention as set forth in claim 1 is an engine 1 as shown in FIG.
The intake passage 2 is provided with a swirl valve 10 that is controlled to open and close to generate a swirl flow in the cylinder when the intake passage 2 is closed, and the fuel injection valve is controlled based on the engine operating state to stratify in an engine low / medium load operating region. In a fuel-injection engine that burns and burns uniformly in a high engine load operating region, a selection unit that selectively selects each of the above-described stratified combustion or homogeneous combustion combustion systems based on the engine speed and engine load, and a stratified combustion system Is selected and when the uniform combustion method is selected in the high load operating range except near the throttle fully opening, the swirl valve 10 is controlled to be closed. When the uniform combustion method is selected in the high load operating range near the throttle fully opening, the swirl valve 10 is selected. A swirl valve opening / closing control means for controlling the opening is provided.

【0009】また請求項2に記載の本発明による燃料噴
射式エンジンのスワール制御装置は、図1に示すよう
に、エンジン1の吸気通路2に、開閉制御されることで
その閉時にシリンダ内にスワール流を生成するスワール
バルブ10を備えると共に、エンジン運転状態に基づき
燃料噴射弁を制御してエンジン低中負荷運転領域では成
層燃焼し、エンジン高負荷運転領域では均一燃焼する燃
料噴射式エンジンにおいて、燃焼室1aの中央部からシ
リンダボアの中心に向かって高圧燃料を直接噴射する第
1の燃料噴射弁手段11と、吸入系に低圧燃料を噴射す
る第2の燃料噴射弁手段12と、エンジン回転数及びエ
ンジン負荷に基づきエンジン低中負荷時には成層燃焼方
式を選択し、エンジン中間負荷時には成層燃焼と均一燃
焼との双方による2ゾーン燃焼方式を選択すると共に、
エンジン高負荷時には均一燃焼方式を選択する選択手段
と、成層燃焼方式の選択時には上記第1の燃料噴射弁手
段11からのみ燃料を噴射させ、2ゾーン燃焼方式の選
択時には燃料噴射量を分担して上記第2の燃料噴射弁手
段12から燃料を噴射させると共に上記第1の燃料噴射
弁手段11から燃料を噴射させ、均一燃焼方式の選択時
には上記第2の燃料噴射弁手段12からのみ燃料を噴射
させる燃料噴射制御手段と、成層燃焼方式の選択時、2
ゾーン燃焼方式の選択時、及びスロットル全開付近を除
く高負荷運転領域での均一燃焼方式の選択時には上記ス
ワールバルブ10を閉制御し、スロットル全開付近の高
負荷運転領域での均一燃焼方式の選択時にはスワールバ
ルブ10を開制御するスワールバルブ開閉制御手段とを
備えることを特徴とする。
A swirl control device for a fuel injection engine according to a second aspect of the present invention, as shown in FIG. In a fuel injection engine that includes a swirl valve 10 that generates a swirl flow, controls the fuel injection valve based on the engine operating state, and performs stratified combustion in an engine low / medium load operating region and uniformly burns in an engine high load operating region, First fuel injection valve means 11 for directly injecting high-pressure fuel from the center of the combustion chamber 1a toward the center of the cylinder bore, second fuel injection valve means 12 for injecting low-pressure fuel into the intake system, and engine speed. Based on the engine load and the engine load, the stratified charge combustion method is selected when the engine load is low. With selecting over emissions combustion method,
The fuel is injected only from the first fuel injection valve means 11 when the uniform combustion method is selected when the engine is under high load, and the first fuel injection valve means 11 is selected when the stratified combustion method is selected, and the fuel injection amount is shared when the two-zone combustion method is selected. Fuel is injected from the second fuel injection valve means 12 and fuel is injected from the first fuel injection valve means 11, and fuel is injected only from the second fuel injection valve means 12 when the uniform combustion system is selected. When selecting the fuel injection control means and the stratified charge combustion method, 2
When the zone combustion method is selected and when the uniform combustion method is selected in the high load operating range except near the throttle full opening, the swirl valve 10 is closed and the uniform combustion method is selected in the high load operating range near the throttle fully opening. A swirl valve opening / closing control means for controlling the opening of the swirl valve 10 is provided.

【0010】ここで請求項3に記載の発明は、請求項2
に記載の発明における燃料噴射制御手段が、第1の燃料
噴射弁手段からの燃料噴射時期を圧縮行程の後期とし、
第2の燃料噴射弁手段からの燃料噴射時期を吸入行程の
直前とすることを特徴とする。
The invention described in claim 3 is the same as that of claim 2.
The fuel injection control means in the invention described in (1) above sets the fuel injection timing from the first fuel injection valve means to the latter stage of the compression stroke,
The fuel injection timing from the second fuel injection valve means is set immediately before the intake stroke.

【0011】[0011]

【作用】請求項1,2に記載の燃料噴射式エンジンのス
ワール制御装置では、エンジン低中負荷運転領域で選択
手段により成層燃焼方式が選択されると、燃料噴射弁の
制御により成層燃焼し、その際、スワールバルブ開閉制
御手段がスワールバルブ10を閉制御する。このため、
吸入行程時にシリンダ内にはスワール流が生成され、こ
のスワール流が燃料噴射弁から噴射された成層燃焼用の
燃料噴霧を包囲して不用意に拡散することが起きにくく
なり、安定した良好な成層燃焼が行われる。
In the swirl control device for a fuel injection type engine according to claims 1 and 2, when the stratified charge combustion method is selected by the selection means in the engine low and medium load operation region, stratified charge combustion is performed by the control of the fuel injection valve, At that time, the swirl valve opening / closing control means controls the swirl valve 10 to close. For this reason,
A swirl flow is generated in the cylinder during the intake stroke, and this swirl flow does not easily inadvertently spread around the fuel spray for stratified combustion that has been injected from the fuel injection valve, and it is stable and good stratification Burning takes place.

【0012】また、エンジン高負荷運転領域で選択手段
により均一燃焼方式が選択されると、燃料噴射弁の制御
により均一燃焼し、その際、エンジン負荷運転領域がス
ロットル全開付近を除く負荷程度の比較的に軽い領域で
あれば、スワールバルブ開閉制御手段がスワールバルブ
10を閉制御する。このため、吸入行程時にシリンダ内
には均一混合気のスワール流が生成され、このスワール
流が圧縮行程の後期に乱れ成分に変換することで、燃焼
速度の速い乱流燃焼を伴う良好な均一燃焼が行われて燃
焼が促進される。
Further, when the uniform combustion method is selected by the selecting means in the engine high load operating region, the fuel is injected uniformly by controlling the fuel injection valve. At that time, the engine load operating region is compared with the load except the vicinity of the fully opened throttle. If the region is relatively light, the swirl valve opening / closing control means closes the swirl valve 10. Therefore, a swirl flow of a homogeneous air-fuel mixture is generated in the cylinder during the intake stroke, and this swirl flow is converted into turbulent components in the latter part of the compression stroke, resulting in good uniform combustion accompanied by turbulent combustion with a high combustion speed. And combustion is promoted.

【0013】ここで、請求項2に記載の燃料噴射式エン
ジンのスワール制御装置では、エンジン中間負荷時に選
択手段により2ゾーン燃焼方式が選択されて2ゾーン燃
焼する際にも、スワールバルブ開閉制御手段がスワール
バルブ10を閉制御する。このため、吸入行程時にシリ
ンダ内には均一混合気のスワール流が生成され、このス
ワール流が燃料噴射弁から噴射された成層燃焼用の燃料
噴霧を包囲して不用意に拡散するのを防止することで、
良好な成層燃焼を伴う均一燃焼が行われる。また、生成
された均一混合気のスワール流が圧縮行程の後期に乱れ
成分に変換し、燃焼速度の速い乱流燃焼を伴うことで燃
焼が促進される。
In the swirl control device for a fuel injection type engine according to a second aspect of the invention, the swirl valve opening / closing control means is used even when the two-zone combustion method is selected by the selection means at the time of engine intermediate load and the two-zone combustion is performed. Controls the swirl valve 10 to close. For this reason, a swirl flow of a homogeneous mixture is generated in the cylinder during the intake stroke, and this swirl flow surrounds the fuel spray for stratified combustion injected from the fuel injection valve and prevents inadvertent diffusion. By that,
Uniform combustion with good stratified combustion takes place. Further, the swirl flow of the generated homogeneous air-fuel mixture is converted into a turbulent component in the latter part of the compression stroke, and turbulent combustion with a high burning velocity is accompanied, whereby combustion is promoted.

【0014】一方、エンジン高負荷運転領域で均一燃焼
する際、エンジン負荷運転領域がスロットル全開付近の
領域であれば、スワールバルブ開閉制御手段がスワール
バルブ10を開制御する。このため、吸気量が充分に確
保されると共にシリンダ内にはスワール流が生成され
ず、その結果、スワール流の乱れ成分への変換により燃
焼速度が上がりすぎてノッキングが発生するという事態
が未然に回避されるのであり、良好な均一燃焼が行われ
る。
On the other hand, in the case of uniform combustion in the engine high load operating region, if the engine load operating region is in the region near the throttle fully opening, the swirl valve opening / closing control means controls the swirl valve 10 to open. For this reason, a sufficient amount of intake air is ensured and a swirl flow is not generated in the cylinder, and as a result, the combustion speed is excessively increased due to conversion of the swirl flow into a turbulent component, and knocking occurs. It is avoided and good homogeneous combustion is achieved.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付の図面を参照
して具体的に説明する。図2は一実施例による燃料噴射
式エンジン及びそのスワール制御装置の全体概略構成を
示し、エンジン1の吸入系を構成する吸入管2には、そ
の上流側からエアクリーナ3、エアフローメータ4、ス
ロットルバルブ5が順次設置されると共に、排気系を構
成する排気管6には、触媒コンバータ7、マフラ8が順
次設置されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 shows an overall schematic configuration of a fuel injection type engine and its swirl control device according to one embodiment. An intake pipe 2 constituting an intake system of an engine 1 includes an air cleaner 3, an air flow meter 4, and a throttle valve from the upstream side thereof. 5 are sequentially installed, and a catalytic converter 7 and a muffler 8 are sequentially installed in an exhaust pipe 6 that constitutes an exhaust system.

【0016】ここで図3に示すように、前記エンジン1
はサイヤミーズ形の吸気ポート及び排気ポートを有する
4バルブ構成のものであり、吸気ポートの片側の分岐通
路がメインポート1bをなし、反対側の分岐通路が隔壁
9によって燃焼室1aの周辺部に連通するスワールポー
ト1cと燃焼室1aの中央部付近に連通するサブポート
1dとに区画されている。そして上記スワールポート1
cを常時開いた状態でサブポート1d及びメインポート
1bを同時に開閉するスワールバルブ10が隔壁9の前
端部に位置して吸入管2に設置されている。
Here, as shown in FIG. 3, the engine 1
Is a 4-valve structure having a Siamese type intake port and an exhaust port. A branch passage on one side of the intake port forms a main port 1b, and a branch passage on the opposite side communicates with a peripheral portion of the combustion chamber 1a by a partition wall 9. It is divided into a swirl port 1c and a subport 1d that communicates with the vicinity of the center of the combustion chamber 1a. And above swirl port 1
A swirl valve 10 that opens and closes the sub port 1d and the main port 1b at the same time with c always open is installed in the suction pipe 2 at the front end of the partition wall 9.

【0017】前記エンジン1は、燃焼室1aの中央頂部
に設置されてシリンダボアの中心に向け高圧燃料を直接
噴射する筒内噴射インジェクタ11と、吸気ポートのメ
インポート1b内に低圧燃料を噴射するポート噴射イン
ジェクタ12とを第1,第2の燃料噴射弁手段として備
えると共に、この筒内噴射インジェクタ11及びポート
噴射インジェクタ12の燃料噴射量及び燃料噴射時期を
それぞれ制御し、かつ前記スワールバルブ10の開閉を
制御する電子制御装置13を備えている。そしてこのエ
ンジン1には、クランクシャフトの回転角を検出してそ
の検出信号を電子制御装置13に出力するクランク角セ
ンサ14が付設されている。なお、図示省略したが、点
火プラグはその先端のプラグギャップを筒内噴射インジ
ェクタ11の燃料噴射方向前方にあたる燃焼室1aに臨
ませて設置されている。
The engine 1 is an in-cylinder injector 11 installed at the central top of the combustion chamber 1a for directly injecting high pressure fuel toward the center of the cylinder bore, and a port for injecting low pressure fuel into the main port 1b of the intake port. The injection injector 12 is provided as the first and second fuel injection valve means, and the fuel injection amount and the fuel injection timing of the in-cylinder injection injector 11 and the port injection injector 12 are respectively controlled, and the swirl valve 10 is opened and closed. The electronic control unit 13 for controlling A crank angle sensor 14 that detects the rotation angle of the crankshaft and outputs the detection signal to the electronic control unit 13 is attached to the engine 1. Although not shown, the spark plug is installed so that the plug gap at its tip faces the combustion chamber 1a which is in front of the in-cylinder injector 11 in the fuel injection direction.

【0018】前記電子制御装置13は、CPU,RO
M,RAM,入力ポート,出力ポート,タイマがバスラ
インを介して相互に接続されたマイクロコンピュータか
らなるもので、入力ポートに接続するA/Dコンバータ
13a及び波形整形回路13b、出力ポートに接続する
駆動回路13c,13d,13eなどが組み込まれてい
る。
The electronic control unit 13 includes a CPU, RO
An M / RAM, an input port, an output port, and a timer are composed of a microcomputer interconnected via a bus line, and are connected to an A / D converter 13a and a waveform shaping circuit 13b connected to the input port, and an output port. The drive circuits 13c, 13d, 13e and the like are incorporated.

【0019】前記A/Dコンバータ13aにはエアフロ
ーメータ4からの吸入空気量信号Qが入力し、波形整形
回路13bにはクランク角センサ14からのクランク角
信号θが入力するようになっている。また、駆動回路1
3cを介して前記筒内噴射インジェクタ11に所定の燃
料噴射制御信号Ti1 が出力され、駆動回路13dを介
して前記ポート噴射インジェクタ12に所定の燃料噴射
制御信号Ti2 が出力されると共に、駆動回路13eを
介して前記スワールバルブ10に開閉制御信号ON,O
FFが出力されるようになっている。
The intake air amount signal Q from the air flow meter 4 is input to the A / D converter 13a, and the crank angle signal θ from the crank angle sensor 14 is input to the waveform shaping circuit 13b. Also, the drive circuit 1
A predetermined fuel injection control signal Ti 1 is output to the in-cylinder injector 11 via 3c, and a predetermined fuel injection control signal Ti 2 is output to the port injection injector 12 via a drive circuit 13d. The open / close control signals ON and O are sent to the swirl valve 10 via the circuit 13e.
FF is output.

【0020】図4は、前記電子制御ユニット13の機能
の一部を示すブロック図であり、選択手段としての燃焼
方式選択手段13fと、燃料噴射制御手段としての成層
燃焼用燃料噴射制御手段13g,2ゾーン燃焼用燃料噴
射制御手段13h,均一燃焼用燃料噴射制御手段13i
と、スワールバルブ開閉制御手段13jとが構成されて
いる。
FIG. 4 is a block diagram showing a part of the function of the electronic control unit 13, which is a combustion system selecting means 13f as a selecting means and a stratified combustion fuel injection controlling means 13g as a fuel injection controlling means. Fuel injection control means 13h for two-zone combustion, fuel injection control means 13i for uniform combustion
And a swirl valve opening / closing control means 13j.

【0021】前記燃焼方式選択手段13fは、エアフロ
ーメータ4からA/Dコンバータ13aを介して入力し
た吸入空気量信号Q、及びクランク角センサ14から波
形整形回路13bを介して入力したクランク角信号θと
に基づきエンジン回転数N及びエンジン負荷を算出し、
このエンジン回転数Nとエンジン負荷とをパラメータと
して図5に示す燃焼方式マップから4つの燃焼方式、即
ちエンジン1の低中負荷運転領域では成層燃焼方式を、
高負荷運転領域のうちスロットル全開付近を除く負荷程
度が比較的に軽い領域では第1均一燃焼方式を、高負荷
運転領域のうちスロットル全開付近の領域では第2均一
燃焼方式を、低中負荷運転領域と高負荷運転領域との間
のエンジン中間負荷運転領域では2ゾーン燃焼方式をそ
れぞれ選択し、その選択信号Mを後述のスワールバルブ
開閉制御手段13jに出力する。
The combustion system selecting means 13f receives the intake air amount signal Q input from the air flow meter 4 via the A / D converter 13a and the crank angle signal θ input from the crank angle sensor 14 via the waveform shaping circuit 13b. Calculate the engine speed N and engine load based on
Using the engine speed N and the engine load as parameters, four combustion methods, that is, a stratified charge combustion method in the low and medium load operation region of the engine 1, are selected from the combustion method map shown in FIG.
In the high load operation range, the first uniform combustion method is used in the area where the load is relatively light except near the throttle full opening, and the second uniform combustion method is used in the high load operation area near the throttle fully opening. In the engine intermediate load operating range between the range and the high load operating range, the two-zone combustion system is selected, and the selection signal M is output to the swirl valve opening / closing control means 13j described later.

【0022】また前記燃焼方式選択手段13fは、成層
燃焼方式を選択すると成層燃焼用燃料噴射制御手段13
gに、2ゾーン燃焼方式を選択すると2ゾーン燃焼用燃
料噴射制御手段13hに、第1均一燃焼方式または第2
均一燃焼方式を選択すると均一燃焼用燃料噴射制御手段
13iに、それぞれ吸入空気量信号Q,エンジン回転数
信号Nを出力するように構成されている。
When the stratified charge combustion method is selected, the combustion mode selection means 13f selects the stratified charge fuel injection control means 13.
If the two-zone combustion system is selected for g, the two-zone combustion fuel injection control means 13h will display the first uniform combustion system or the second uniform combustion system.
When the uniform combustion method is selected, the intake air amount signal Q and the engine speed signal N are output to the uniform combustion fuel injection control means 13i, respectively.

【0023】ここで成層燃焼用燃料噴射制御手段13g
は、入力した吸入空気量信号Qとエンジン回転数信号N
とをパラメータとして筒内噴射インジェクタ11の基本
燃料噴射量をマップ検索すると共に、図6の燃料噴射時
期タイミングチャートに示すパターンAに基づき、点火
直前である圧縮行程の後期に燃料噴射制御信号Ti1
筒内噴射インジェクタ11の駆動回路13cに出力す
る。
Here, the fuel injection control means 13g for stratified charge combustion
Is the input intake air amount signal Q and engine speed signal N
And the basic fuel injection amount of the in-cylinder injector 11 as a parameter, and based on the pattern A shown in the fuel injection timing chart of FIG. 6, the fuel injection control signal Ti 1 is output in the latter half of the compression stroke immediately before ignition. Is output to the drive circuit 13c of the in-cylinder injector 11.

【0024】また、均一燃焼用燃料噴射制御手段13i
は、入力した吸入空気量信号Qとエンジン回転数信号N
とをパラメータとしてポート噴射インジェクタ12の基
本燃料噴射量をマップ検索すると共に、図6の燃料噴射
時期タイミングチャートに示すパターンCに基づき、吸
入行程の直前に燃料噴射制御信号Ti2 をポート噴射イ
ンジェクタ12の駆動回路13dに出力する。
Further, the uniform injection fuel injection control means 13i
Is the input intake air amount signal Q and engine speed signal N
With the parameters and as parameters, the basic fuel injection amount of the port injection injector 12 is searched for a map, and the fuel injection control signal Ti 2 is set to the port injection injector 12 immediately before the intake stroke based on the pattern C shown in the fuel injection timing chart of FIG. Output to the drive circuit 13d.

【0025】さらに、2ゾーン燃焼用燃料噴射制御手段
13hは、入力した吸入空気量信号Qとエンジン回転数
信号Nとをパラメータとして筒内噴射インジェクタ11
及びポート噴射インジェクタ12が分担する基本燃料噴
射量をそれぞれマップ検索すると共に、図6の燃料噴射
時期タイミングチャートに示すパターンBに基づき、吸
入行程の直前に燃料噴射制御信号Ti2 をポート噴射イ
ンジェクタ12の駆動回路13dに出力し、続いて点火
直前である圧縮行程の後期に燃料噴射制御信号Ti1
筒内噴射インジェクタ11の駆動回路13cに出力す
る。
Further, the two-zone combustion fuel injection control means 13h uses the input intake air amount signal Q and engine speed signal N as parameters to in-cylinder injector 11.
And the basic fuel injection amount shared by the port injection injector 12 is searched for on a map, and based on the pattern B shown in the fuel injection timing chart of FIG. 6, the fuel injection control signal Ti 2 is sent to the port injection injector 12 immediately before the intake stroke. The fuel injection control signal Ti 1 is output to the drive circuit 13c of the in-cylinder injector 11 at the latter stage of the compression stroke immediately before ignition.

【0026】ここで、前記スワールバルブ開閉制御手段
13jは、燃焼方式選択手段13fから入力した燃焼方
式の選択信号Mに応じ、それが成層燃焼方式,2ゾーン
燃焼方式,第1均一燃焼方式のいずれかの選択信号であ
るときにはスワールバルブ10を閉制御してメインポー
ト1b及びサブポート1dを閉じるON信号をスワール
バルブ10の駆動回路13eに出力し、それが第2均一
燃焼方式の選択信号であるときのみスワールバルブ10
を開制御してメインポート1b及びサブポート1dを開
くOFF信号を上記駆動回路13eに出力するよう構成
されている。
Here, the swirl valve opening / closing control means 13j responds to the combustion system selection signal M inputted from the combustion system selection means 13f, which is a stratified combustion system, a two-zone combustion system, or a first uniform combustion system. When the signal is a selection signal for the second uniform combustion method, an ON signal for controlling the close of the swirl valve 10 to close the main port 1b and the sub port 1d is output to the drive circuit 13e of the swirl valve 10 Only swirl valve 10
Is controlled to be opened to output an OFF signal for opening the main port 1b and the sub port 1d to the drive circuit 13e.

【0027】次に、以上のように構成された燃料噴射式
エンジンのスワール制御装置の一実施例につき、その作
用を図7,図8のフローチャートに沿って説明する。エ
ンジン1の運転中、電子制御装置13の燃焼方式選択手
段13fは前述のように吸入空気量信号Q及びクランク
角信号θを入力し(ステップ1)、これらの入力信号
Q,θに基づきエンジン回転数N及びエンジン負荷を算
出する(ステップ2)。そして算出したエンジン回転数
Nとエンジン負荷とをパラメータとして図5に示す燃焼
方式マップによりエンジン1の低中負荷運転領域では成
層燃焼方式を、高負荷運転領域のうちスロットル全開付
近を除く負荷程度が比較的に軽い領域では第1均一燃焼
方式を、高負荷運転領域のうちスロットル全開付近の領
域では第2均一燃焼方式を、低中負荷運転領域と高負荷
運転領域との間のエンジン中間負荷運転領域では2ゾー
ン燃焼方式を選択し(ステップ3)、その選択信号Mを
スワールバルブ開閉制御手段13jに出力する。
Next, the operation of the embodiment of the swirl control device for the fuel injection type engine constructed as described above will be described with reference to the flow charts of FIGS. During operation of the engine 1, the combustion system selection means 13f of the electronic control unit 13 inputs the intake air amount signal Q and the crank angle signal θ as described above (step 1), and the engine rotation is performed based on these input signals Q and θ. The number N and the engine load are calculated (step 2). Using the calculated engine speed N and engine load as parameters, the combustion mode map shown in FIG. 5 shows that the stratified charge combustion method is used in the low and medium load operation range of the engine 1 and the load level in the high load operation range except for the vicinity of the fully open throttle. The first uniform combustion method is used in a comparatively light region, the second uniform combustion method is used in a region near the throttle fully opening in the high load operating region, and the engine intermediate load operation between the low and medium load operating region and the high load operating region is performed. In the region, the two-zone combustion system is selected (step 3), and the selection signal M is output to the swirl valve opening / closing control means 13j.

【0028】続くステップ4では、燃焼方式選択手段1
3fにより選択された燃焼方式が成層燃焼方式、2ゾー
ン燃焼方式、均一燃焼方式(第1均一燃焼方式または第
2均一燃焼方式)の何れであるかが判定される。この判
定結果が成層燃焼方式である場合には、燃焼方式選択手
段13fが成層燃焼用燃料噴射制御手段13gに吸入空
気量信号Q及びエンジン回転数信号Nを出力すること
で、成層燃焼用燃料噴射制御手段13gが筒内噴射イン
ジェクタ11の基本燃料噴射量をマップ検索すると共に
図6の燃料噴射時期タイミングチャートに示すパターン
Aを選択する(ステップ5)。そしてこの成層燃焼用燃
料噴射制御手段13gが点火直前である圧縮行程の後期
に燃料噴射制御信号Ti1 を筒内噴射インジェクタ11
の駆動回路13cに出力し、続いてフラグFが1にセッ
トされる(ステップ6)。
In the subsequent step 4, the combustion system selecting means 1
It is determined whether the combustion method selected by 3f is a stratified combustion method, a two-zone combustion method, or a uniform combustion method (first uniform combustion method or second uniform combustion method). When the determination result is the stratified charge combustion method, the combustion method selection unit 13f outputs the intake air amount signal Q and the engine speed signal N to the stratified charge fuel injection control unit 13g, so that the stratified charge fuel injection is performed. The control means 13g searches the map for the basic fuel injection amount of the in-cylinder injector 11 and selects the pattern A shown in the fuel injection timing chart of FIG. 6 (step 5). The stratified charge fuel injection control means 13g sends the fuel injection control signal Ti 1 to the in-cylinder injector 11 at the latter stage of the compression stroke immediately before ignition.
Is output to the drive circuit 13c, and then the flag F is set to 1 (step 6).

【0029】また前記ステップ4の判定結果が2ゾーン
燃焼方式である場合には、燃焼方式選択手段13fが2
ゾーン燃焼用燃料噴射制御手段13hに吸入空気量信号
Q及びエンジン回転数信号Nを出力することで、2ゾー
ン燃焼用燃料噴射制御手段13hが筒内噴射インジェク
タ11及びポート噴射インジェクタ12が分担する基本
燃料噴射量をそれぞれマップ検索すると共に図6の燃料
噴射時期タイミングチャートに示すパターンBを選択す
る(ステップ7)。そしてこの2ゾーン燃焼用燃料噴射
制御手段13hが吸入行程の直前に燃料噴射制御信号T
2 をポート噴射インジェクタ12の駆動回路13dに
出力すると共に点火直前である圧縮行程の後期に燃料噴
射制御信号Ti1 を筒内噴射インジェクタ11の駆動回
路13cに出力するのであり、続いてフラグFが2にセ
ットされる(ステップ8)。
If the result of the determination in step 4 is the two-zone combustion system, the combustion system selection means 13f is set to two.
By outputting the intake air amount signal Q and the engine speed signal N to the zone combustion fuel injection control means 13h, the two-zone combustion fuel injection control means 13h is shared by the in-cylinder injector 11 and the port injection injector 12. A map is searched for each fuel injection amount and the pattern B shown in the fuel injection timing chart of FIG. 6 is selected (step 7). Then, the fuel injection control means 13h for two-zone combustion outputs the fuel injection control signal T immediately before the intake stroke.
i 2 is output to the drive circuit 13d of the port injection injector 12 and the fuel injection control signal Ti 1 is output to the drive circuit 13c of the in-cylinder injector 11 in the latter stage of the compression stroke, which is immediately before ignition. Is set to 2 (step 8).

【0030】さらに前記ステップ4の判定結果が均一燃
焼方式(第1均一燃焼方式または第2均一燃焼方式)で
ある場合には、燃焼方式選択手段13fが均一燃焼用燃
料噴射制御手段13iに吸入空気量信号Q及びエンジン
回転数信号Nを出力することで、均一燃焼用燃料噴射制
御手段13iがポート噴射インジェクタ12の基本燃料
噴射量をマップ検索すると共に図6の燃料噴射時期タイ
ミングチャートに示すパターンCを選択する(ステップ
9)。そしてこの均一燃焼用燃料噴射制御手段13iが
吸入行程の直前に燃料噴射制御信号Ti2 をポート噴射
インジェクタ12の駆動回路13dに出力し、続いてフ
ラグFが3にセットされる(ステップ10)。
Further, when the determination result of the step 4 is the uniform combustion system (the first uniform combustion system or the second uniform combustion system), the combustion system selection means 13f causes the uniform combustion fuel injection control means 13i to intake air. By outputting the quantity signal Q and the engine speed signal N, the uniform combustion fuel injection control means 13i performs a map search for the basic fuel injection quantity of the port injection injector 12 and also the pattern C shown in the fuel injection timing chart of FIG. Is selected (step 9). Then, the fuel injection control means 13i for uniform combustion outputs the fuel injection control signal Ti 2 to the drive circuit 13d of the port injection injector 12 immediately before the intake stroke, and subsequently the flag F is set to 3 (step 10).

【0031】続いて、燃焼方式選択手段13fにより選
択された燃焼方式が均一燃焼方式(第1均一燃焼方式ま
たは第2均一燃焼方式)であるか否かを判定すべくフラ
グF=3であるか否かが判定され(ステップ11)、判
定結果がYESであれば続いてその燃焼方式が第2均一
燃焼方式であるか否かが判定される(ステップ12)。
そしてこの判定結果がYESであれば、スワールバルブ
開閉制御手段13jが駆動回路13eにOFF信号を出
力してスワールバルブ10を開制御する(ステップ1
3)。
Next, is the flag F = 3 in order to determine whether the combustion method selected by the combustion method selecting means 13f is the uniform combustion method (first uniform combustion method or second uniform combustion method)? Whether or not it is determined (step 11), and if the determination result is YES, it is subsequently determined whether or not the combustion method is the second uniform combustion method (step 12).
If the determination result is YES, the swirl valve opening / closing control means 13j outputs an OFF signal to the drive circuit 13e to open the swirl valve 10 (step 1).
3).

【0032】一方、前記ステップ11の判定結果がNO
であれば選択された燃焼方式が成層燃焼方式または2ゾ
ーン燃焼方式であるとみなし、前記ステップ12の判定
結果がNOであれば選択された燃焼方式が第1均一燃焼
方式であるとみなし、これらの場合にはスワールバルブ
開閉制御手段13jが駆動回路13eにON信号を出力
してスワールバルブ10を閉制御する(ステップ1
4)。
On the other hand, the determination result of step 11 is NO.
If so, it is considered that the selected combustion method is the stratified combustion method or the two-zone combustion method, and if the determination result of step 12 is NO, it is considered that the selected combustion method is the first uniform combustion method. In this case, the swirl valve opening / closing control means 13j outputs an ON signal to the drive circuit 13e to control the swirl valve 10 to close (step 1).
4).

【0033】即ち、本実施例においては、エンジン低中
負荷運転領域では成層燃焼方式が選択されることで筒内
噴射インジェクタ11が圧縮行程の後期に燃焼室1aの
中央部からシリンダボアの中心に向け高圧燃料を直接噴
射するのであり、その燃料噴霧により生成された濃混合
気に図示省略した点火プラグが着火することで成層燃焼
する。
That is, in the present embodiment, the stratified charge combustion method is selected in the engine low and medium load operation region so that the in-cylinder injector 11 is directed from the center of the combustion chamber 1a toward the center of the cylinder bore in the latter stage of the compression stroke. High-pressure fuel is directly injected, and stratified charge combustion occurs when an ignition plug (not shown) ignites a rich mixture generated by the fuel spray.

【0034】その際、スワールバルブ開閉制御手段13
jがスワールバルブ10を閉制御してメインポート1b
及びサブポート1dを共に閉じると共にスワールポート
1cのみを開くのであり、吸入行程時にシリンダ内には
スワール流が生成される。従って、筒内噴射インジェク
タ11により燃焼室1aの中央部からシリンダボアの中
心に向かって噴射された燃料噴霧は、スワール流に包囲
されて不用意に拡散することが起きにくくなり、安定し
た良好な成層燃焼が行われるのであり、空燃比を大幅に
リーン化することで燃費が大幅に向上する。
At this time, the swirl valve opening / closing control means 13
j controls the swirl valve 10 to close and close the main port 1b.
Since the sub-port 1d is closed and the swirl port 1c is opened, a swirl flow is generated in the cylinder during the intake stroke. Therefore, the fuel spray injected from the central portion of the combustion chamber 1a toward the center of the cylinder bore by the in-cylinder injector 11 is less likely to be surrounded by the swirl flow and inadvertently diffused, and stable and favorable stratification can be achieved. Since combustion is performed, the fuel efficiency is greatly improved by making the air-fuel ratio significantly lean.

【0035】また、エンジン中間負荷運転領域では2ゾ
ーン燃焼方式が選択されることで、吸入行程の直前にポ
ート噴射インジェクタ12から吸気ポートのメインポー
ト1b内に燃料が噴射され、この燃料がシリンダ内で均
一混合気となった圧縮行程の後期に筒内噴射インジェク
タ11によって燃焼室1a中央部から着火用の微量の燃
料が直接噴射されるのであり、その燃料噴霧により着火
用の濃混合気が均一混合気中に生成され、この濃混合気
に着火することで成層燃焼を伴う均一燃焼、即ち2ゾー
ン燃焼する。
Further, by selecting the two-zone combustion system in the engine intermediate load operation region, fuel is injected from the port injection injector 12 into the main port 1b of the intake port immediately before the intake stroke, and this fuel is stored in the cylinder. In the latter half of the compression stroke, the in-cylinder injector 11 directly injects a small amount of fuel for ignition from the central portion of the combustion chamber 1a, and the fuel spray atomizes the rich air-fuel mixture for ignition. It is generated in the air-fuel mixture, and by igniting this rich air-fuel mixture, uniform combustion accompanied by stratified combustion, that is, two-zone combustion is performed.

【0036】その際、スワールバルブ開閉制御手段13
jがスワールバルブ10を閉制御して前述の成層燃焼時
と同様に吸入ポートのスワールポート1cのみを開くの
であり、吸入行程時にシリンダ内には均一混合気のスワ
ール流が生成される。そしてこの均一混合気のスワール
流がポート噴射インジェクタ12から噴射された着火用
の濃混合気を包囲することで良好な成層燃焼を伴う均一
燃焼が行われる。また均一混合気のスワール流が圧縮行
程の後期に乱れ成分に変換して乱流を発生することか
ら、燃焼速度の速い乱流燃焼を伴うようになって燃焼が
促進される。こうしてエミッションがより改善され、燃
費もより向上する。
At that time, the swirl valve opening / closing control means 13
j controls the swirl valve 10 to close and opens only the swirl port 1c of the intake port as in the above-described stratified charge combustion, and a swirl flow of a homogeneous mixture is generated in the cylinder during the intake stroke. Then, the swirl flow of the homogeneous mixture surrounds the rich mixture for ignition injected from the port injection injector 12, whereby uniform combustion with favorable stratified combustion is performed. Further, since the swirl flow of the homogeneous air-fuel mixture is converted into a turbulent component in the latter part of the compression stroke to generate a turbulent flow, turbulent combustion with a high combustion speed is accompanied and combustion is accelerated. In this way, the emission is further improved and the fuel economy is also improved.

【0037】また、エンジン高負荷運転領域では第1均
一燃焼方式または第2均一燃焼方式が選択されること
で、吸入行程直前にポート噴射インジェクタ12から吸
入ポートのメインポート1b内に燃料が噴射され、この
燃料噴霧によりシリンダ内に生成された均一混合気に着
火することで均一燃焼する。
In the engine high load operation region, the first uniform combustion system or the second uniform combustion system is selected, so that the fuel is injected from the port injector 12 into the main port 1b of the intake port immediately before the intake stroke. By uniformly igniting the uniform mixture generated in the cylinder by the fuel spray, uniform combustion is achieved.

【0038】その際、スロットル全開付近を除く領域の
エンジン高負荷運転領域であって第1均一燃焼方式が選
択される場合にも、スワールバルブ開閉制御手段13j
がスワールバルブ10を閉制御して前述の成層燃焼時及
び2ゾーン燃焼時と同様に吸入ポートのスワールポート
1cのみを開くのであり、吸入行程時にシリンダ内には
均一混合気のスワール流が生成される。そしてこの均一
混合気のスワール流が圧縮行程の後期に乱れ成分に変換
して乱流を発生することから、燃焼室1a内の均一混合
気が乱流燃焼を伴う良好な均一燃焼を行うのであり、こ
の高負荷領域においても燃焼が促進され、エミッション
がより改善され、燃費もより向上する。
In this case, the swirl valve opening / closing control means 13j is also used when the first uniform combustion system is selected in the engine high load operation region except the region where the throttle is fully opened.
Closes the swirl valve 10 to open only the swirl port 1c of the intake port as in the stratified charge combustion and the two-zone combustion described above, and a swirl flow of a uniform mixture is generated in the cylinder during the intake stroke. It Since the swirl flow of this homogeneous mixture is converted into a turbulent component in the latter part of the compression stroke to generate turbulent flow, the homogeneous mixture in the combustion chamber 1a performs good homogeneous combustion accompanied by turbulent combustion. Even in this high load region, combustion is promoted, emission is further improved, and fuel economy is further improved.

【0039】一方、スロットル全開付近の領域のエンジ
ン高負荷運転領域であって第2均一燃焼方式が選択され
る場合には、スワールバルブ開閉制御手段13jがスワ
ールバルブ10を開制御して吸入ポートのスワールポー
ト1cと共にメインポート1b及びサブポート1dも開
くのであり、吸気がメインポート1b,サブポート1
d,スワールポート1cの全てから行われて充分な吸気
量が確保されることにより高出力が得られる。また、シ
リンダ内にはスワール流が生成されなくなるので、その
結果、スワール流が圧縮行程の後半で乱れ成分に変換す
ることにより燃焼速度が上がりすぎてノッキングが発生
するような事態が未然に回避されるのであり、ノッキン
グのない良好な均一燃焼が行われる。
On the other hand, when the second uniform combustion system is selected in the engine high load operation range near the throttle fully open range, the swirl valve opening / closing control means 13j controls the swirl valve 10 to open to control the intake port. The main port 1b and the sub-port 1d are opened together with the swirl port 1c, so that the intake air flows into the main port 1b and the sub-port 1
High output can be obtained by ensuring a sufficient amount of intake air from all of the d and swirl ports 1c. Further, since the swirl flow is not generated in the cylinder, as a result, the situation that the swirl flow is converted into a turbulent component in the latter half of the compression stroke and the combustion speed is excessively increased to cause knocking is avoided. Therefore, good uniform combustion without knocking is performed.

【0040】即ち、本実施例によれば、安定した良好な
成層燃焼と均一燃焼とが両立して総合的にエミッション
がより改善され、燃費及び出力がより向上する。
That is, according to the present embodiment, stable and favorable stratified combustion and uniform combustion are compatible with each other, so that the emission is further improved and the fuel consumption and the output are further improved.

【0041】なお、本発明は以上説明した実施例のもの
に限定されるものではなく、燃料噴射弁手段として燃焼
室1a内に高圧燃料を直接噴射する筒内噴射インジェク
タ11のみを備え、この筒内噴射インジェクタ11によ
りエンジン低中負荷運転領域では圧縮行程の後期に燃料
噴射して成層燃焼し、エンジン高負荷運転領域では吸入
行程の初期から燃料噴射して均一燃焼する燃料噴射式エ
ンジンにも適用できる。
The present invention is not limited to the embodiment described above, but includes only the in-cylinder injector 11 for directly injecting high-pressure fuel into the combustion chamber 1a as the fuel injection valve means. It is also applied to a fuel injection engine in which the internal injection injector 11 injects fuel in the latter stage of the compression stroke to perform stratified combustion in the engine low-medium load operating region, and injects fuel from the beginning of the intake stroke to uniformly burn in the engine high-load operating region. it can.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したとおり請求項1,2に記載
の発明では、エンジン低中負荷運転領域で選択手段によ
り成層燃焼方式が選択されると、燃料噴射弁の制御によ
り成層燃焼し、その際、スワールバルブ開閉制御手段が
スワールバルブを閉制御する。このため、吸入行程時に
シリンダ内にはスワール流が生成され、このスワール流
が燃料噴射弁から噴射された成層燃焼用の燃料噴霧を包
囲して不用意に拡散するのを防止するのであり、こうし
て安定した良好な成層燃焼が行われ、エミッションの改
善、燃費の向上が図られる。
As described above, in the inventions described in claims 1 and 2, when the stratified charge combustion method is selected by the selection means in the engine low and medium load operation region, the stratified charge combustion is performed by the control of the fuel injection valve. At this time, the swirl valve opening / closing control means controls the swirl valve to close. For this reason, a swirl flow is generated in the cylinder during the intake stroke, and this swirl flow surrounds the fuel spray for stratified combustion injected from the fuel injection valve to prevent inadvertent diffusion. Stable and good stratified combustion is performed, emission is improved, and fuel consumption is improved.

【0043】また、エンジン高負荷運転領域で選択手段
により均一燃焼方式が選択されると、燃料噴射弁の制御
により均一燃焼し、その際、エンジン負荷運転領域がス
ロットル全開付近を除く負荷程度の比較的に軽い領域で
あれば、スワールバルブ開閉制御手段がスワールバルブ
10を閉制御する。このため、吸入行程時にシリンダ内
には均一混合気のスワール流が生成され、このスワール
流が圧縮行程の後期に乱れ成分に変換することで、燃焼
速度の速い乱流燃焼を伴う良好な均一燃焼が行われて燃
焼が促進される。
Further, when the uniform combustion method is selected by the selecting means in the engine high load operation region, uniform combustion is performed by the control of the fuel injection valve, and at this time, the engine load operation region is compared with the load except the vicinity of the full throttle opening. If the region is relatively light, the swirl valve opening / closing control means closes the swirl valve 10. Therefore, a swirl flow of a homogeneous air-fuel mixture is generated in the cylinder during the intake stroke, and this swirl flow is converted into turbulent components in the latter part of the compression stroke, resulting in good uniform combustion accompanied by turbulent combustion with a high combustion speed. And combustion is promoted.

【0044】一方、エンジン高負荷運転領域で均一燃焼
する際、エンジン負荷運転領域がスロットル全開付近の
領域であれば、スワールバルブ開閉制御手段がスワール
バルブ10を開制御する。このため、吸気量が充分に確
保されると共にシリンダ内にはスワール流が生成され
ず、その結果、スワール流の乱れ成分への変換により燃
焼速度が上がりすぎてノッキングが発生するという事態
が未然に回避されるのであり、良好な均一燃焼が行われ
る。
On the other hand, in the case of uniform combustion in the engine high load operating region, if the engine load operating region is in the region near the throttle fully opening, the swirl valve opening / closing control means controls the swirl valve 10 to open. For this reason, a sufficient amount of intake air is ensured and a swirl flow is not generated in the cylinder, and as a result, the combustion speed is excessively increased due to conversion of the swirl flow into a turbulent component, and knocking occurs. It is avoided and good homogeneous combustion is achieved.

【0045】ここで請求項2に記載の発明では、エンジ
ン中間負荷時に選択手段により2ゾーン燃焼方式が選択
されて2ゾーン燃焼する際にも、スワールバルブ開閉制
御手段がスワールバルブ10を閉制御する。このため、
吸入行程時にシリンダ内には均一混合気のスワール流が
生成され、このスワール流が燃料噴射弁から噴射された
成層燃焼用の燃料噴霧を包囲して不用意に拡散するのを
防止することで、良好な成層燃焼を伴う均一燃焼が行わ
れる。また、生成された均一混合気のスワール流が圧縮
行程の後期に乱れ成分に変換し、燃焼速度の速い乱流燃
焼を伴うことで燃焼が促進される。
According to the second aspect of the present invention, the swirl valve opening / closing control means closes the swirl valve 10 even when the two-zone combustion method is selected by the selection means at the time of intermediate load of the engine and the two-zone combustion is performed. . For this reason,
A swirl flow of a homogeneous air-fuel mixture is generated in the cylinder during the intake stroke, and this swirl flow surrounds the fuel spray for stratified combustion injected from the fuel injection valve to prevent inadvertent diffusion, Uniform combustion with good stratified combustion takes place. Further, the swirl flow of the generated homogeneous air-fuel mixture is converted into a turbulent component in the latter part of the compression stroke, and turbulent combustion with a high burning velocity is accompanied, whereby combustion is promoted.

【0046】従って請求項1,2に記載の発明によれ
ば、安定した良好な成層燃焼と均一燃焼とを両立させて
総合的にエミッションをより改善し、燃費及び出力をよ
り向上することができる。
Therefore, according to the first and second aspects of the present invention, both stable and favorable stratified combustion and uniform combustion can be achieved to improve the emission as a whole and to further improve the fuel consumption and the output. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1,2に記載の発明の構成を示すクレー
ム対応図である。
FIG. 1 is a claim correspondence diagram showing a configuration of the invention according to claims 1 and 2.

【図2】一実施例の全体概略構成図である。FIG. 2 is an overall schematic configuration diagram of an embodiment.

【図3】一実施例における吸気ポートの概略構造を示す
断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic structure of an intake port in one embodiment.

【図4】一実施例の要部である電子制御装置の機能ブロ
ック図である。
FIG. 4 is a functional block diagram of an electronic control device that is a main part of one embodiment.

【図5】一実施例に使用される燃焼方式マップである。FIG. 5 is a combustion method map used in one embodiment.

【図6】一実施例に使用される燃料噴射時期タイミング
チャートである。
FIG. 6 is a fuel injection timing timing chart used in one embodiment.

【図7】一実施例の作用を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the embodiment.

【図8】一実施例の作用を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing the operation of one embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 2 吸入管 3 エアクリーナ 4 エアフローメータ 5 スロットルバルブ 6 排気管 7 触媒コンバータ 8 マフラ 9 隔壁 10 スワールバルブ 11 筒内噴射インジェクタ(第1の燃料噴射弁手段) 12 ポート噴射インジェクタ(第2の燃料噴射弁手
段) 13 電子制御装置 13a A/Dコンバータ 13b 波形整形回路 13c,13d,13e 駆動回路 13f 燃焼方式選択手段 13g 成層燃焼用燃料噴射制御手段 13h 2ゾーン燃焼用燃料噴射制御手段 13i 均一燃焼用燃料噴射制御手段 13j スワールバルブ開閉制御手段13j 14 クランク角センサ
1 Engine 2 Suction Pipe 3 Air Cleaner 4 Air Flow Meter 5 Throttle Valve 6 Exhaust Pipe 7 Catalytic Converter 8 Muffler 9 Partition 10 Swirl Valve 11 Cylinder Injection Injector (First Fuel Injection Valve Means) 12 Port Injection Injector (Second Fuel Injection) Valve means) 13 Electronic control device 13a A / D converter 13b Waveform shaping circuit 13c, 13d, 13e Drive circuit 13f Combustion method selection means 13g Stratified combustion fuel injection control means 13h Two-zone combustion fuel injection control means 13i Uniform combustion fuel Injection control means 13j Swirl valve opening / closing control means 13j 14 Crank angle sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 43/00 301 J U ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location F02D 43/00 301 J U

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンの吸気通路に、開閉制御される
ことでその閉時にシリンダ内にスワール流を生成するス
ワールバルブを備えると共に、エンジン運転状態に基づ
き燃料噴射弁を制御してエンジン低中負荷運転領域では
成層燃焼し、エンジン高負荷運転領域では均一燃焼する
燃料噴射式エンジンにおいて、 エンジン回転数及びエンジン負荷に基づき上記成層燃焼
または均一燃焼の各燃焼方式を択一的に選択する選択手
段と、 成層燃焼方式の選択時及びスロットル全開付近を除く高
負荷運転領域での均一燃焼方式の選択時には上記スワー
ルバルブを閉制御し、スロットル全開付近の高負荷運転
領域での均一燃焼方式の選択時にはスワールバルブを開
制御するスワールバルブ開閉制御手段とを備えることを
特徴とする燃料噴射式エンジンのスワール制御装置。
1. An engine intake passage is provided with a swirl valve that is controlled to open and close to generate a swirl flow in a cylinder when the intake passage is closed, and a fuel injection valve is controlled based on an engine operating state to reduce an engine low / medium load. In a fuel injection type engine that performs stratified combustion in the operating region and uniformly burns in the engine high load operating region, a selection means that selectively selects each of the combustion modes of the stratified combustion or the uniform combustion based on the engine speed and the engine load. When the stratified charge combustion method is selected or when the uniform combustion method is selected in the high load operating range except near the throttle full opening, the swirl valve is closed and the swirl is selected when the uniform combustion method is selected in the high load operating range near the throttle fully open. And a swirl valve opening / closing control means for controlling the opening of the valve. Lumpur controller.
【請求項2】 エンジンの吸気通路に、開閉制御される
ことでその閉時にシリンダ内にスワール流を生成するス
ワールバルブを備えると共に、エンジン運転状態に基づ
き燃料噴射弁を制御してエンジン低中負荷運転領域では
成層燃焼し、エンジン高負荷運転領域では均一燃焼する
燃料噴射式エンジンにおいて、 燃焼室の中央部からシリンダボアの中心に向かって高圧
燃料を直接噴射する第1の燃料噴射弁手段と、 吸入系に低圧燃料を噴射する第2の燃料噴射弁手段と、 エンジン回転数及びエンジン負荷に基づきエンジン低中
負荷時には成層燃焼方式を選択し、エンジン中間負荷時
には成層燃焼と均一燃焼との双方による2ゾーン燃焼方
式を選択すると共に、エンジン高負荷時には均一燃焼方
式を選択する選択手段と、 成層燃焼方式の選択時には上記第1の燃料噴射弁手段か
らのみ燃料を噴射させ、2ゾーン燃焼方式の選択時には
燃料噴射量を分担して上記第2の燃料噴射弁手段から燃
料を噴射させると共に上記第1の燃料噴射弁手段から燃
料を噴射させ、均一燃焼方式の選択時には上記第2の燃
料噴射弁手段からのみ燃料を噴射させる燃料噴射制御手
段と、 成層燃焼方式の選択時、2ゾーン燃焼方式の選択時、及
びスロットル全開付近を除く高負荷運転領域での均一燃
焼方式の選択時には上記スワールバルブを閉制御し、ス
ロットル全開付近の高負荷運転領域での均一燃焼方式の
選択時にはスワールバルブを開制御するスワールバルブ
開閉制御手段とを備えることを特徴とする燃料噴射式エ
ンジンのスワール制御装置。
2. An engine intake passage is provided with a swirl valve that is controlled to open and close to generate a swirl flow in the cylinder when the intake passage is closed, and the fuel injection valve is controlled based on the engine operating condition to reduce the engine load. In a fuel injection engine that performs stratified combustion in the operating region and uniformly burns in the engine high load operating region, first fuel injection valve means for directly injecting high-pressure fuel from the center of the combustion chamber toward the center of the cylinder bore, and intake Second fuel injection valve means for injecting low-pressure fuel into the system, and stratified combustion method is selected based on the engine speed and engine load at low and medium engine loads, and both stratified combustion and uniform combustion are performed at intermediate engine load. When the zone combustion method is selected and the uniform combustion method is selected when the engine is under heavy load, and when the stratified combustion method is selected The fuel is injected only from the first fuel injection valve means, and when the two-zone combustion system is selected, the fuel injection amount is shared so that the fuel is injected from the second fuel injection valve means and the first fuel injection is performed. Fuel injection control means for injecting fuel from the valve means and injecting fuel only from the second fuel injection valve means when the uniform combustion method is selected, when stratified combustion method is selected, when two-zone combustion method is selected, and The swirl valve is controlled to be closed when the uniform combustion method is selected in the high load operating range except near the throttle fully opening, and the swirl valve is controlled to be opened when the uniform combustion method is selected in the high load operating range near the throttle fully opening. A swirl control device for a fuel injection engine, comprising: a control means.
【請求項3】 上記燃料噴射制御手段は、上記第1の燃
料噴射弁手段からの燃料噴射時期を圧縮行程の後期と
し、上記第2の燃料噴射弁手段からの燃料噴射時期を吸
入行程の直前とすることを特徴とする請求項2記載の燃
料噴射式エンジンのスワール制御装置。
3. The fuel injection control means sets the fuel injection timing from the first fuel injection valve means to the latter half of the compression stroke, and sets the fuel injection timing from the second fuel injection valve means immediately before the intake stroke. The swirl control device for a fuel injection type engine according to claim 2, wherein:
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