JPH0763142A - Fuel injection pressure control device for direct injection engine - Google Patents

Fuel injection pressure control device for direct injection engine

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JPH0763142A
JPH0763142A JP5230944A JP23094493A JPH0763142A JP H0763142 A JPH0763142 A JP H0763142A JP 5230944 A JP5230944 A JP 5230944A JP 23094493 A JP23094493 A JP 23094493A JP H0763142 A JPH0763142 A JP H0763142A
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JP
Japan
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fuel
injection pressure
pressure
combustion chamber
injection
Prior art date
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Pending
Application number
JP5230944A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masakimi Kono
誠公 河野
Masayuki Kuroki
雅之 黒木
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP5230944A priority Critical patent/JPH0763142A/en
Publication of JPH0763142A publication Critical patent/JPH0763142A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • F02B2075/125Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber

Abstract

PURPOSE:To maintain a fission length till starting atomization of infection fuel always in a desired length without unelessly increasing an injection pressure. CONSTITUTION:A recessed part 11 is formed in a top surface of a piston 3, a semispherical main combustion chamber is formed in an inner side of a partitioning part 12 protrusively provided from a bottom surface of the recessed part 11, and a circular annular outside combustion chamber 14 is formed in an outer side of the partitioning part 12. A spark plug 15 is arranged to appear in the main combustion chamber 13, and a fuel injection valve 16 is arranged to be directed to an inside surface 13a of the main combustion chamber 13. An injection pressure of a fuel injection valve 16 is changed in accordance with an engine speed, engine load, charging efficiency, etc., and a fission length of infection fuel (that is, length from injection hole of fuel injection valve 16 to position where atomization of injection fuel is started) is always obtained in a distance L or less from the injection hole of the fuel injection valve 16 to the inside surface 13a.

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、燃料噴射弁から燃焼室
に直接燃料噴射を行なうと共に点火プラグにより着火を
行なうようにした直噴式エンジンの燃料噴射圧制御装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection pressure control device for a direct injection type engine in which fuel is directly injected from a fuel injection valve into a combustion chamber and ignition is performed by an ignition plug.

【0002】[0002]

【従来の技術】点火プラグにより着火を行なうようにし
たオット−式のエンジンのなかには、燃料噴射弁から直
接燃焼室へ燃料噴射を行なうようにしたものがある(例
えば特開平1−203613号公報参照)。この場合、
ピストン頂面に凹部つまり燃焼キャビティを形成して、
噴射燃料が燃焼キャビティに指向されると共に、燃焼キ
ャビティの上方一において点火プラグが配設される。こ
のような直噴式火花点火エンジンにおいては、燃焼キャ
ビティ内での燃料の成層化によって、空燃比をリ−ン化
しつつ燃焼安定性を十分確保することができ、しかもH
Cを低減することができる。
2. Description of the Related Art Some of the Otto-type engines in which ignition is performed by a spark plug are those in which fuel is directly injected from a fuel injection valve into a combustion chamber (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-203613). ). in this case,
Form a recess or combustion cavity on the top surface of the piston,
The injected fuel is directed to the combustion cavity, and a spark plug is arranged above the combustion cavity. In such a direct injection type spark ignition engine, by stratifying the fuel in the combustion cavity, the combustion stability can be sufficiently ensured while leaning the air-fuel ratio, and H
C can be reduced.

【0003】前述した直噴式火花点火エンジンにおいて
は、燃焼キャビティ内において燃料が十分微粒化つまり
気化、霧化していることが望ましいものである。すなわ
ち、微粒化していない燃料が燃焼キャビティの内壁面に
付着しないようにするのが要求される。一方、燃料噴射
弁から噴射された燃料は、ある距離まで到達すると急激
に微粒化されることになり、燃料噴射弁の噴孔から急激
な微粒化が行なわれる位置までの距離が、一般に分裂長
さと呼ばれている。そして、燃料噴射弁からの噴射圧を
大きくするほど分裂長さが短くなることが知られてい
る。特開昭64−35011号公報には、ディ−ゼルエ
ンジンではあるが、燃焼室内壁面に燃料が到達する前に
燃料の微粒化が行なわれるような設定を行なうものが開
示されている。
In the above-mentioned direct injection type spark ignition engine, it is desirable that the fuel be sufficiently atomized, that is, vaporized and atomized in the combustion cavity. That is, it is required to prevent non-atomized fuel from adhering to the inner wall surface of the combustion cavity. On the other hand, the fuel injected from the fuel injection valve is rapidly atomized when it reaches a certain distance, and the distance from the injection hole of the fuel injection valve to the position where rapid atomization is performed is generally the fragmentation length. Is called. It is known that the split length becomes shorter as the injection pressure from the fuel injection valve is increased. Japanese Unexamined Patent Publication No. 64-35011 discloses a diesel engine which is set to atomize the fuel before the fuel reaches the wall surface of the combustion chamber.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】燃焼キャビティ内壁面
への燃料の付着を防止するには、前述した分裂長さを、
燃料噴射弁の噴孔と当該内壁面との間の距離以下となる
ように設定すればよいことになる。しかしながら、この
分裂長さは、燃焼室内の雰囲気圧等の影響を受けて変化
するので、広い運転状態に応じて常に前述した要求を満
足させようとするには、分裂長さを十分短く設定すれば
よいことになるが、この場合は、噴射圧を得るためのポ
ンプを駆動するための駆動損失が大きくなってしまい、
かつ周囲の空気利用率が低下してエンジン出力を確保す
る上で好ましくないという問題を生じる。
In order to prevent fuel from adhering to the inner wall of the combustion cavity, the above-mentioned split length is
The distance may be set to be equal to or less than the distance between the injection hole of the fuel injection valve and the inner wall surface. However, since this split length changes under the influence of atmospheric pressure in the combustion chamber, etc., it is necessary to set the split length sufficiently short in order to always satisfy the above-mentioned requirements according to a wide operating condition. However, in this case, the driving loss for driving the pump for obtaining the injection pressure becomes large,
In addition, there is a problem in that the ambient air utilization rate is reduced, which is not preferable in securing the engine output.

【0005】したがって、本発明の目的は、噴射圧を不
用に大きくすることなく、燃料噴射弁から噴射される噴
射燃料の分裂長さを常に最適化し得るようにした直噴式
エンジンの燃料噴射圧制御装置を提供することにある。
Therefore, the object of the present invention is to control the fuel injection pressure of a direct injection type engine which can always optimize the split length of the injected fuel injected from the fuel injection valve without unnecessarily increasing the injection pressure. To provide a device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にあっては次のような構成としてある。すな
わち、燃料噴射弁から所定の燃焼室壁に向けて直接燃料
噴射を行なうと共に点火プラグにより着火を行なうよう
にした直噴式エンジンにおいて、燃料噴射弁からの燃料
噴射圧を調整する噴射圧調整手段と、エンジンの運転状
態に応じて前記噴射圧調整手段を制御して、噴射燃料の
分裂長さを常に、燃料噴射弁の噴孔から前記所定の燃焼
室壁までの間の距離以下の大きさになるようにする噴射
圧制御手段と、を備えた構成としてある。上記構成を前
提とした本発明の好ましい態様は、特許請求の範囲にお
ける請求項2以下に記載の通りである。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration. That is, in a direct injection type engine in which fuel is directly injected from a fuel injection valve toward a predetermined combustion chamber wall and ignition is performed by a spark plug, an injection pressure adjusting means for adjusting a fuel injection pressure from the fuel injection valve is provided. Controlling the injection pressure adjusting means in accordance with the operating state of the engine so that the split length of the injected fuel is always less than or equal to the distance from the injection hole of the fuel injection valve to the predetermined combustion chamber wall. And an injection pressure control means for achieving the above. Preferred embodiments of the present invention based on the above configuration are as described in claims 2 and below in the claims.

【0007】[0007]

【発明の効果】本発明によれば、エンジンの運転状態に
応じて噴射圧を変更して噴射燃料の分裂長さを必要かつ
十分な長さとするので、最適な燃料の成層化を得つつ、
不用に噴射圧が高くするのを防止して駆動損失の増大や
空気利用率の低下を防止することができる。
According to the present invention, the injection pressure is changed according to the operating state of the engine to make the split length of the injected fuel necessary and sufficient, so that the optimum fuel stratification can be achieved,
It is possible to prevent the injection pressure from being unnecessarily increased to prevent an increase in drive loss and a decrease in the air utilization rate.

【0008】請求項2に記載したような構成とすること
により、燃焼室の雰囲気圧の変化に対応して噴射圧を最
適設定して、請求項1で得られる効果を得ることができ
る。
With the structure as described in claim 2, the injection pressure can be optimally set corresponding to the change in the atmospheric pressure of the combustion chamber, and the effect obtained in claim 1 can be obtained.

【0009】請求項3に記載したような構成とすること
により、エンジン回転数やエンジン負荷に応じた最適な
燃料噴射時期を得つつ、この燃料噴射時期の変更に起因
して生じる分裂長さの変更を補償して、請求項1での効
果を得ることができる。
With the configuration as set forth in claim 3, while obtaining the optimum fuel injection timing according to the engine speed and the engine load, the split length caused by the change of the fuel injection timing can be reduced. The change can be compensated to obtain the effect of claim 1.

【0010】請求項4に記載したような構成とすること
により、分裂長さに影響を与える充填効率を勘案して噴
射圧を変更して、請求項1で得られる効果を得ることが
できる。この場合、請求項5に記載したような構成とす
ることにより、充填効率を、吸気温度や吸気圧という一
般的なパラメ−タを利用して知ることことができる。
With the structure as described in claim 4, the injection pressure can be changed in consideration of the filling efficiency that affects the split length, and the effect obtained in claim 1 can be obtained. In this case, with the configuration described in claim 5, the charging efficiency can be known by using general parameters such as intake air temperature and intake air pressure.

【0011】請求項6に記載したような構成とすること
により、アイドル時の噴射圧を最低噴射圧として、駆動
損失を低減する上で好ましいものとなる。この場合、請
求項7に記載したような構成とすることにより、排気温
度が低温となったときは吸気を絞ることにより排気温度
を上昇させて排気ガス浄化触媒の十分な活性化を図りつ
つ、吸気を絞ることにより分裂長さが長くなってしまう
のを噴射圧を高めることで補償することができる。
With the structure as described in claim 6, the injection pressure at the time of idling is set to the minimum injection pressure, which is preferable for reducing the drive loss. In this case, with the configuration as described in claim 7, when the exhaust gas temperature becomes low, the exhaust gas temperature is raised by throttling the intake air and the exhaust gas purifying catalyst is sufficiently activated, It can be compensated by increasing the injection pressure that the split length becomes longer by restricting the intake air.

【0012】請求項8に記載したような構成とすること
により、過給式エンジンの場合においても噴射圧を適切
なものとして、請求項1で得られる効果を得ることがで
きる。
With the structure as described in claim 8, even in the case of a supercharged engine, the injection pressure can be made appropriate and the effect obtained in claim 1 can be obtained.

【0013】請求項9に記載したような構成とすること
により、燃料の微粒化が悪化して分裂長さが長くなる冷
間時には、過給を行なうことによって空気密度を高める
と共に、雰囲気温度を高めて燃料の蒸発を促進させて、
分裂長さが長くなってしまうのを防止することができ
る。そして、この場合、過給に起因して行なわれる噴射
圧を小さくする補正を禁止して、この補正によって分裂
長さが長くなりすぎてしまう事態が防止されることにな
る。
With the structure as described in claim 9, during cold during which the atomization of fuel deteriorates and the split length becomes long, supercharging increases the air density and increases the ambient temperature. To increase fuel evaporation
It is possible to prevent the division length from becoming long. Then, in this case, the correction for reducing the injection pressure, which is performed due to the supercharging, is prohibited, and the situation in which the split length becomes too long due to this correction is prevented.

【0014】請求項10に記載したような構成とするこ
とにより、加速に起因する燃料増量に対して過給による
空気増量が遅れる事態つまり分裂長さが長くなってしま
う事態を、過給に応じた噴射圧の低下補正を禁止するこ
とと、さらに加速時における噴射圧増大を行なうことと
によって、確実に防止することができる。
By adopting the structure as set forth in claim 10, the situation in which the air increase due to supercharging is delayed relative to the fuel increase due to acceleration, that is, the split length becomes long, is dealt with in response to supercharging. By prohibiting the correction of the decrease of the injection pressure and further increasing the injection pressure during acceleration, it is possible to surely prevent the decrease.

【0015】請求項11に記載したような構成とするこ
とにより主燃焼室内での燃料の成層化を得つつ、主燃焼
室から漏れ出た燃料を外側燃焼室でつまり極力主燃焼室
付近で燃焼させて、成層化燃焼の利点を十分発揮させる
ことができる。
With the structure as set forth in claim 11, while stratifying the fuel in the main combustion chamber, the fuel leaking from the main combustion chamber is burned in the outer combustion chamber, that is, in the vicinity of the main combustion chamber as much as possible. Thus, the advantages of stratified combustion can be fully exhibited.

【0016】[0016]

【実施例】以下本発明の実施例を添付した図面に基づい
て説明する。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はピストンである。ピストン3の
頂面には凹部11が形成され、この凹部11の底部から
は環状の隔壁部12が突設されている。これにより、凹
部11内には、隔壁部12の内側において略半球状の主
燃焼室13が形成され、隔壁部12の外側には主燃焼室
13を取囲む円環状の外側燃焼室14が形成される。凹
部11つまり主燃焼室13と外側燃焼室14とは、ピス
トン3の直径方向において、ピストン3の中心軸線に対
して若干オフセットされている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, 1 is a cylinder block, 2
Is a cylinder head, and 3 is a piston. A concave portion 11 is formed on the top surface of the piston 3, and an annular partition wall portion 12 projects from the bottom portion of the concave portion 11. As a result, a substantially hemispherical main combustion chamber 13 is formed inside the partition wall 12 inside the recess 11, and an annular outer combustion chamber 14 that surrounds the main combustion chamber 13 is formed outside the partition wall 12. To be done. The recess 11, that is, the main combustion chamber 13 and the outer combustion chamber 14 are slightly offset from the central axis of the piston 3 in the diameter direction of the piston 3.

【0017】シリンダヘッド2には、点火プラグ(点火
ギャップ)15および燃料噴射弁16が取付けられてい
る。点火プラグ15は、主燃焼室13の略中心の上方位
置に配設されている。燃料噴射弁16は、ピストン3の
外周縁部付近に配設され、その位置は、凹部11のオフ
セット方向とは反対側とされている。つまり、ピストン
3の直径方向線を考えたとき、その一端側へ凹部11が
オフセットされ、他端側へ燃料噴射弁16が配設されて
いる。
A spark plug (ignition gap) 15 and a fuel injection valve 16 are attached to the cylinder head 2. The spark plug 15 is arranged at a position substantially above the center of the main combustion chamber 13. The fuel injection valve 16 is arranged near the outer peripheral edge of the piston 3, and its position is on the opposite side of the offset direction of the recess 11. That is, when considering the diametrical line of the piston 3, the recess 11 is offset to one end side thereof and the fuel injection valve 16 is arranged to the other end side thereof.

【0018】燃料噴射弁(の噴孔)は、主燃焼室13の
内側面のうち、燃料噴射弁16から遠い側の内側面13
aに向けて指向されている。そして、燃料噴射弁16
(の噴孔)と上記遠い側の内側面13aとの間の距離
が、符号Lで示される。なお、ピストン頂面、隔壁部1
2には、燃料噴射弁16からの燃料が所望位置に到達す
るように、噴射燃料との干渉を避けるための部分的な切
欠3aあるいは12aが形成されている。
The fuel injection valve (injection hole thereof) is an inner side surface 13 of the inner side surface of the main combustion chamber 13 which is remote from the fuel injection valve 16.
It is directed toward a. Then, the fuel injection valve 16
The distance between (the injection hole) and the inner surface 13a on the far side is indicated by the symbol L. The top surface of the piston and the partition wall 1
2 is formed with a partial notch 3a or 12a for avoiding interference with the injected fuel so that the fuel from the fuel injection valve 16 reaches a desired position.

【0019】図2は、図1に示すような燃焼室構造を合
計4個備えた直列4気筒エンジンEと、その制御系を示
す。すなわち、エンジンEは、共通の吸気通路21から
吸気マニホルド22を経て各気筒に吸気が分配、供給さ
れるようになっており、吸気通路21には、クラッチ2
3を介してエンジン出力軸により機械的に駆動される過
給機24が配設されている。
FIG. 2 shows an in-line four-cylinder engine E having a total of four combustion chamber structures as shown in FIG. 1 and its control system. That is, the engine E is configured so that intake air is distributed and supplied to each cylinder from the common intake passage 21 through the intake manifold 22, and the intake passage 21 includes the clutch 2
A supercharger 24, which is mechanically driven by the engine output shaft via 3, is provided.

【0020】また、吸気通路21には、過給機24をバ
イパスするバイパス通路25が設けられて、このバイパ
ス通路25には、クラッチ23を切断して過給機24が
停止されたときに開かれる電磁開閉弁26が接続されて
いる。さらに、吸気通路21には、前記バイパス通路2
5よりも上流側において、吸気を絞るための絞り弁27
が配設され、その駆動アクチュエ−タが符号28で示さ
れる。なお、この絞り弁は、アイドル時において、排気
温度が所定温度以下の低温になったときのみ絞り作用を
行ない、その他のときは全開状態とされる。つまり、実
施例では、スロットル弁が存在しなくて、エンジンの負
荷制御(出力制御)は、燃料噴射量を制御することによ
って行なわれる。
Further, the intake passage 21 is provided with a bypass passage 25 for bypassing the supercharger 24. The bypass passage 25 is opened when the clutch 23 is disengaged and the supercharger 24 is stopped. The electromagnetic on-off valve 26 is connected. Further, the intake passage 21 includes the bypass passage 2
At the upstream side of 5, throttle valve 27 for throttled intake air
Is provided, the drive actuator of which is designated 28. It should be noted that this throttle valve performs a throttle action only when the exhaust gas temperature becomes lower than a predetermined temperature during idling, and is in a fully open state at other times. That is, in the embodiment, the throttle valve does not exist, and the load control (output control) of the engine is performed by controlling the fuel injection amount.

【0021】図2において、燃料噴射弁16に対する燃
料供給経路が次のように構成される。先ず、燃料タンク
31からフィ−ドポンプ32によって汲み上げられた燃
料(ガソリン)が、高圧燃料ポンプ33によって高圧と
されて、燃料蓄圧管34に供給される、この燃料蓄圧管
34に対して、各燃料噴射弁16が個々独立して接続さ
れている。
In FIG. 2, the fuel supply path to the fuel injection valve 16 is constructed as follows. First, the fuel (gasoline) pumped from the fuel tank 31 by the feed pump 32 is made to have a high pressure by the high-pressure fuel pump 33 and is supplied to the fuel pressure accumulator pipe 34. The injection valves 16 are individually connected.

【0022】上記高圧燃料ポンプ33での余剰燃料は、
リタ−ン通路35を介して燃料タンク31に戻され、こ
のリタ−ン通路35には圧力調整弁36が接続されてい
る。つまり、高圧燃料ポンプ33から燃料タンク31へ
は、圧力調整弁36の設定圧よりも高圧となった燃料が
戻されることになる。また、燃料蓄圧管34が、リリ−
フ通路37を介して、リタ−ン通路35のうち圧力調整
弁36よりも高圧燃料ポンプ33側に対して接続されて
いる。そして、リリ−フ通路37には、可変式とされた
電磁式の圧力調整弁38が接続されている。この圧力調
整弁38の開弁圧力を変更することにより、燃料蓄圧管
34内の圧力つまり燃料噴射弁16からの噴射圧が変更
される。
The surplus fuel in the high pressure fuel pump 33 is
It is returned to the fuel tank 31 via the return passage 35, and a pressure adjusting valve 36 is connected to the return passage 35. That is, the fuel having a pressure higher than the set pressure of the pressure adjusting valve 36 is returned from the high pressure fuel pump 33 to the fuel tank 31. In addition, the fuel pressure accumulation pipe 34 is
The return passage 35 is connected to the high-pressure fuel pump 33 side of the return passage 35 via the flow passage 37. A variable electromagnetic pressure adjusting valve 38 is connected to the relief passage 37. By changing the valve opening pressure of the pressure adjusting valve 38, the pressure in the fuel pressure accumulating pipe 34, that is, the injection pressure from the fuel injection valve 16 is changed.

【0023】図2中Uはマイクロコンピュ−タを利用し
て構成された制御ユニットである。この制御ユニットU
は、前記各構成要素23、26、28、38を制御す
る。この制御のために、制御ユニットUには、各センサ
あるいはスイッチS1〜S9からの信号が入力される。
センサS1は、燃料蓄圧管34内の圧力つまり噴射圧を
検出するものである。センサS2はエンジン回転数を検
出するものである。センサS3は、エンジン負荷例えば
アクセル開度やこれに応じた燃料噴射量を検出するもの
である。センサS4は吸気圧を検出するものである。セ
ンサS5は吸気温度を検出するものである。センサS6
は加速を検出するもので、車体に作用する前後加速度あ
るいはアクセル開度の変化率を検出(演算)するものと
して構成できる。センサS7は排気温度を検出するもの
である。センサS8はエンジンEの冷却水温を検出する
ものである。スイッチS9はアクセルペダルが踏込み操
作されていないときにONとなるアイドルスイッチであ
る。
In FIG. 2, U is a control unit constructed by using a microcomputer. This control unit U
Controls the components 23, 26, 28, 38. For this control, signals from each sensor or switches S1 to S9 are input to the control unit U.
The sensor S1 detects the pressure in the fuel pressure accumulation pipe 34, that is, the injection pressure. The sensor S2 detects the engine speed. The sensor S3 detects an engine load such as an accelerator opening and a fuel injection amount corresponding to the opening. The sensor S4 detects the intake pressure. The sensor S5 detects the intake air temperature. Sensor S6
Is to detect acceleration, and can be configured to detect (calculate) the longitudinal acceleration acting on the vehicle body or the rate of change of the accelerator opening. The sensor S7 detects the exhaust temperature. The sensor S8 detects the cooling water temperature of the engine E. The switch S9 is an idle switch that is turned on when the accelerator pedal is not depressed.

【0024】制御ユニットUは、後述する噴射圧を制御
する他、次のような制御をも行なう。先ず、クラッチ2
3を制御して過給を行なうか否かの制御を行なうが、ク
ラッチ23が接続されて過給機24が作動されるのは、
次のいずれか1つの条件が満足されたときとされる。す
なわち、エンジン負荷が所定負荷以上の高負荷時である
とき、加速が検出されたとき、あるいはエンジンEの冷
却水温が所定温度以下の冷間時のとき、のいずれかの条
件が満足されたときに過給が行なわれる。なお、クラッ
チ23を切断して過給機24が停止されたときは電磁弁
26が開かれ、過給機24が作動しているときは電磁弁
26は閉じられる(電磁弁26を利用して過給圧のリリ
−フを行なう場合は、所定過給圧以上のときに電磁弁2
6を開くようにしてもよい)次に、アイドル時であるこ
とを前提として、排気温度が所定温度以下の低温のと
き、例えば排気ガス浄化触媒が十分に活性化しない20
0度C以下のときに、絞り弁27を閉弁方向へ所定分作
動させて、吸気を絞る。
The control unit U controls the injection pressure, which will be described later, and also performs the following control. First, clutch 2
3 is controlled to control whether or not supercharging is performed. The clutch 23 is connected and the supercharger 24 is operated.
It is considered that any one of the following conditions is satisfied. That is, when any one of the following conditions is satisfied: when the engine load is a high load above a predetermined load, acceleration is detected, or when the cooling water temperature of the engine E is below a predetermined temperature. Will be supercharged. The solenoid valve 26 is opened when the clutch 23 is disengaged and the supercharger 24 is stopped, and the solenoid valve 26 is closed when the supercharger 24 is operating (using the solenoid valve 26, When the boost pressure is released, the solenoid valve 2
6 may be opened.) Next, assuming that the engine is idle, when the exhaust temperature is a predetermined temperature or lower, for example, the exhaust gas purification catalyst is not sufficiently activated.
When the temperature is 0 ° C. or less, the throttle valve 27 is operated in the closing direction for a predetermined amount to throttle the intake air.

【0025】次に、燃料噴射弁16からの噴射圧の制御
の点について説明する。先ず、噴射圧の制御は、燃料噴
射弁16からの噴射燃料(噴霧)の分裂長さが、図1に
示す距離L以下となるように制御される。そして、この
分裂長さを距離L以下とするには、噴射圧を十分高めれ
ば満足されるが(噴射圧が大きいほど分裂長さが短くな
る)、不必要に分裂長さを短くすることは、高圧燃料ポ
ンプ33を駆動する駆動損失が大きくなり、かつ主燃焼
室13へ燃料が到達する前に燃料の分裂が始まって好ま
しくないため、エンジンの種々の運転状態に応じて、分
裂長さが必要かつ十分となるように噴射圧が制御され
る。
Next, the control of the injection pressure from the fuel injection valve 16 will be described. First, the control of the injection pressure is controlled so that the split length of the injected fuel (spray) from the fuel injection valve 16 is equal to or less than the distance L shown in FIG. And, in order to make this split length less than the distance L, it is satisfactory if the injection pressure is sufficiently increased (the split length becomes shorter as the injection pressure becomes larger), but it is unnecessary to shorten the split length unnecessarily. , The driving loss for driving the high-pressure fuel pump 33 becomes large, and the fuel splitting starts before the fuel reaches the main combustion chamber 13, which is not preferable. Therefore, the splitting length depends on various operating conditions of the engine. The injection pressure is controlled so as to be necessary and sufficient.

【0026】分裂長さは実験結果により次式(1)で表す
ことができる。ただし、Lb=分裂長さ、D=噴孔径、
V=噴射初速度、Pa=雰囲気圧、ρa=空気密度、ρ
e=燃料密度、a=係数、b=係数(0.1〜0.1
5)、c=係数(0.5)である。
The division length can be expressed by the following equation (1) based on the experimental result. However, Lb = division length, D = hole diameter,
V = initial velocity of injection, Pa = atmospheric pressure, ρa = air density, ρ
e = fuel density, a = coefficient, b = coefficient (0.1 to 0.1
5), c = coefficient (0.5).

【0027】[0027]

【数1】 [Equation 1]

【0028】噴射初速度であるVを2乗した値は、噴射
圧と雰囲気圧との差圧△Pに比例するので、上記(1)式
より、次の関係式(2)が導かれる。ただし、ρd=雰囲
気密度、α=係数(3±0.5)である。
Since the value obtained by squaring the injection initial velocity V is proportional to the pressure difference ΔP between the injection pressure and the atmospheric pressure, the following relational expression (2) is derived from the above expression (1). However, ρd = atmosphere density, α = coefficient (3 ± 0.5).

【0029】[0029]

【数2】 [Equation 2]

【0030】以上の説明から明らかなように、同じ長さ
の分裂長さを得るのであれば、雰囲気圧が小さくなるほ
噴射圧を大きくする必要がある。また、噴射圧設定に際
しては、次の事項が考慮される。第1に、エンジン回転
数Nが大きいほど燃料噴射開始時期の要求が進角(早
く)されることになるが、この進角により雰囲気圧が小
さくなるため、大きい噴射圧を必要とすることになる。
第2に、エンジン負荷Qが大きいほど、燃料噴射開始時
期の要求が進角されるため、この進角により噴射圧を大
きくする必要がある。ただし、噴射圧を大きくする度合
は、同じ進角量であればエンジン回転数に基づく噴射圧
を高める度合よりも小さいものとされる。第3に、雰囲
気圧が充填効率によっても変化するため、充填効率を考
慮する必要がある。
As is clear from the above description, if the same split length is to be obtained, it is necessary to increase the injection pressure as the atmospheric pressure decreases. The following items are taken into consideration when setting the injection pressure. First, the larger the engine speed N, the more advanced (earlier) the request for the fuel injection start timing will be. However, because the advance angle reduces the atmospheric pressure, a large injection pressure is required. Become.
Secondly, as the engine load Q is larger, the request for the fuel injection start timing is advanced, so it is necessary to increase the injection pressure by this advance. However, the degree of increasing the injection pressure is smaller than the degree of increasing the injection pressure based on the engine speed if the amount of advance is the same. Thirdly, since the atmospheric pressure also changes depending on the filling efficiency, it is necessary to consider the filling efficiency.

【0031】以上のことを総合勘案して、実施例では、
噴射圧PFを、次式(3)によって演算するようにしてあ
る。ただし、P0=最低噴射圧、マップ値はエンジン回
転数Nとエンジン負荷Qとをパラメ−タとして設定され
た記憶値であり、充填効率補正値は次式(4)で示され
る。
Taking the above into consideration, in the embodiment,
The injection pressure PF is calculated by the following equation (3). However, P0 = minimum injection pressure, the map value is a stored value set with the engine speed N and engine load Q as parameters, and the filling efficiency correction value is expressed by the following equation (4).

【0032】 PF=P0×マップ値×充填効率補正値 ・・・・(3)PF = P0 × map value × filling efficiency correction value (3)

【0033】[0033]

【数3】 [Equation 3]

【0034】ただし、(4)式において、A=係数、Pi
=吸気圧、Ta=吸気温度、α=係数(3±0.5)、
κ=比熱比(1.39)である。
However, in the equation (4), A = coefficient, Pi
= Intake pressure, Ta = intake temperature, α = coefficient (3 ± 0.5),
κ = specific heat ratio (1.39).

【0035】前述した(3)、(4)式に基づいて演算され
た噴射圧となるように、圧力センサS1の出力を見つつ
圧力調整弁38がフィ−ドバック制御される。ただし、
アイドル時、エンジン冷却水温が所定温度以下の冷間
時、および加速時には、前記(3)、(4)式に基づくこと
なく、次のような特別の噴射圧に設定される。
The pressure regulating valve 38 is feedback controlled while observing the output of the pressure sensor S1 so that the injection pressure is calculated on the basis of the expressions (3) and (4). However,
At the time of idling, when the engine cooling water temperature is lower than a predetermined temperature, and when accelerating, the following special injection pressure is set without depending on the expressions (3) and (4).

【0036】先ず、アイドル時には、噴射圧PFが、基
本的に最低噴射圧P0に設定される。ただし、排気温度
が排気ガス浄化触媒の活性温度よりも低温のときは、絞
り弁27を作動させて所定分吸気を絞ることにより、排
気温度を所定の下限値(例えば200度C)よりも低下
しないようにする。この絞り弁27が作動されたとき、
空気密度が低下するので、(3)、(4)式における充填効
率補正値による補正を合せて行なって噴射圧を最低噴射
圧P0よりも大きくするのが好ましく、この場合、充填
効率補正値を得るためのの(4)式における係数Aを、ア
イドル時専用の係数Bに変更して、係数Aで得られる噴
射圧よりも所定分大きな噴射圧が得られるようにするこ
ともできる。
First, during idling, the injection pressure PF is basically set to the minimum injection pressure P0. However, when the exhaust gas temperature is lower than the activation temperature of the exhaust gas purification catalyst, the throttle valve 27 is operated to throttle the intake air by a predetermined amount, so that the exhaust gas temperature falls below a predetermined lower limit value (for example, 200 degrees C). Try not to. When the throttle valve 27 is operated,
Since the air density decreases, it is preferable to make the injection pressure larger than the minimum injection pressure P0 by performing the correction by the filling efficiency correction value in the equations (3) and (4) together. The coefficient A in the equation (4) for obtaining can be changed to the coefficient B only for the idle time so that the injection pressure larger than the injection pressure obtained by the coefficient A by a predetermined amount can be obtained.

【0037】次に、冷間時には、温度が低いために燃料
の微粒化が悪くなり、分裂長さが長くなってしまう。こ
のため、過給を行なって、空気密度および吸気温を高
め、さらに燃料噴射時期を早めて蒸発時間を長くとるこ
とによって、分裂長さが長くなってしまうのを防止す
る。ただし、(3)、(4)式における充填効率補正値によ
る補正をそのまま行なってしまうと、過給に起因して吸
気圧が大きくなるため噴射圧が小さいものとなってしま
うため、吸気圧による補正(過給補正)が禁止される。
この吸気圧による補正の禁止は、(3)、(4)式に示す充
填効率補正値による補正そのものを禁止することにより
行なうこともできるが(充填効率補正値を「1」に固定
設定することと同じ)、充填効率補正値を得るパラメ−
タとしての吸気圧の大きさとして、センサS4で検出さ
れる吸気圧を用いる代りに冷間時用のある一定値を用い
るようにしてもよい。
Next, in the cold state, since the temperature is low, atomization of the fuel is deteriorated, and the split length is increased. Therefore, it is possible to prevent the division length from being lengthened by performing supercharging to increase the air density and the intake air temperature, and further to advance the fuel injection timing to lengthen the evaporation time. However, if the correction based on the filling efficiency correction value in the equations (3) and (4) is performed as it is, the injection pressure becomes small because the intake pressure becomes large due to supercharging, so the intake pressure Correction (supercharging correction) is prohibited.
The prohibition of the correction by the intake pressure can be performed by prohibiting the correction itself by the filling efficiency correction value shown in the equations (3) and (4) (the filling efficiency correction value is fixedly set to "1"). Same as the above), the parameter to obtain the filling efficiency correction value.
Instead of using the intake pressure detected by the sensor S4, a certain constant value for cold may be used as the magnitude of the intake pressure.

【0038】さらに、加速時には、燃料増量が行なわれ
ると共に過給が行なわれるが、過給による空気量の増大
が燃料増大に対して遅れるため、雰囲気圧が低下して分
裂長さが長くなってしまうことになる。このため、加速
時には、(3)、(4)式に示す充填効率補正値に基づく補
正を禁止して、代りに次式(5)で示すように、加速補正
値(1+β×G)が用いられる。つまり、 PF=P0×マップ値×(1+β×G) ・・・(5) として設定される。なお、βは係数、Gは加速度(例え
ばアクセル開度変化率)である。
Further, at the time of acceleration, the fuel amount is increased and supercharging is performed. However, since the increase in the air amount due to the supercharging is delayed with respect to the increase in the fuel amount, the atmospheric pressure is reduced and the split length is increased. Will end up. Therefore, at the time of acceleration, the correction based on the filling efficiency correction value shown in the equations (3) and (4) is prohibited, and the acceleration correction value (1 + β × G) is used instead as shown in the following equation (5). To be That is, PF = P0 × map value × (1 + β × G) (5) is set. In addition, β is a coefficient, and G is acceleration (for example, accelerator opening change rate).

【0039】前述した制御内容を、図3のフロ−チャ−
トに示してあるが、この図3において、R(ステップ−
以下同じ)2が(3)、(4)式におけるマップ値を決定す
る処理であり、R11が(3)式における充填効率補正値
を決定する処理である。また、R4がアイドル用として
最低噴射圧P0に設定する処理であり、排気温度が低い
ときの処理がR6である。さらに、冷間時用の噴射圧設
定がR10であり、加速用の噴射圧設定がR8である。
The control contents described above are applied to the flow chart of FIG.
In FIG. 3, R (step-
The same applies hereinafter) 2 is the process of determining the map value in the formulas (3) and (4), and R11 is the process of determining the filling efficiency correction value in the formula (3). Further, R4 is a process for setting the minimum injection pressure P0 for idle, and R6 is a process when the exhaust temperature is low. Further, the injection pressure setting for cold time is R10, and the injection pressure setting for acceleration is R8.

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

【図1】本発明が適用された燃焼室構造の一例を示す側
面断面図。
FIG. 1 is a side sectional view showing an example of a combustion chamber structure to which the present invention is applied.

【図2】図1に示す燃焼室構造を有するエンジンに対す
る全体制御系統図。
FIG. 2 is an overall control system diagram for an engine having the combustion chamber structure shown in FIG.

【図3】本発明における制御内容を示すフロ−チャ−
ト。
FIG. 3 is a flow chart showing control contents in the present invention.
To.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:シリンダブロック 2:シリンダヘッド 3:ピストン 11:凹部 12:隔壁部 13:主燃焼室 14:外側燃焼室 15:点火プラグ 16:燃料噴射弁 33:高圧燃料ポンプ 34:燃料蓄圧管 37:リリ−フ通路 38:圧力調整弁 U:制御ユニット S1:圧力センサ S2:エンジン回転数センサ S3:エンジン負荷センサ S4:吸気圧センサ S5:吸気温度センサ S6:加速センサ S7:排気温度センサ S8:水温センサ S9:アイドルスイッチ 1: Cylinder Block 2: Cylinder Head 3: Piston 11: Recess 12: Partition 13: Main Combustion Chamber 14: Outer Combustion Chamber 15: Spark Plug 16: Fuel Injection Valve 33: High Pressure Fuel Pump 34: Fuel Accumulation Pipe 37: Lily -Flow passage 38: Pressure regulating valve U: Control unit S1: Pressure sensor S2: Engine speed sensor S3: Engine load sensor S4: Intake pressure sensor S5: Intake temperature sensor S6: Acceleration sensor S7: Exhaust temperature sensor S8: Water temperature sensor S9: Idle switch

───────────────────────────────────────────────────── 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 41/04 345 C 8011−3G 41/08 360 8011−3G 41/32 A 8011−3G 45/00 301 E F02M 37/00 Q C 61/14 310 A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication location F02D 41/04 345 C 8011-3G 41/08 360 8011-3G 41/32 A 8011-3G 45 / 00 301 EF02M 37/00 QC 61/14 310 A

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料噴射弁から所定の燃焼室壁に向けて直
接燃料噴射を行なうと共に点火プラグにより着火を行な
うようにした直噴式エンジンにおいて、 燃料噴射弁からの燃料噴射圧を調整する噴射圧調整手段
と、 エンジンの運転状態に応じて前記噴射圧調整手段を制御
して、噴射燃料の分裂長さを常に、燃料噴射弁の噴孔か
ら前記所定の燃焼室壁までの間の距離以下の大きさにな
るようにする噴射圧制御手段と、を備えていることを特
徴とする直噴式エンジンの燃料噴射圧制御装置。
1. A direct injection engine in which fuel is directly injected from a fuel injection valve toward a predetermined combustion chamber wall and is ignited by an ignition plug. An injection pressure for adjusting a fuel injection pressure from the fuel injection valve. The injection pressure adjusting means is controlled in accordance with the adjusting means and the operating state of the engine so that the split length of the injected fuel is always less than or equal to the distance from the injection hole of the fuel injection valve to the predetermined combustion chamber wall. A fuel injection pressure control device for a direct injection type engine, comprising:
【請求項2】請求項1において、 燃焼室内の雰囲気圧が低いほど噴射圧が高くされるも
の。
2. The injection pressure according to claim 1, wherein the lower the atmospheric pressure in the combustion chamber, the higher the injection pressure.
【請求項3】請求項1において、 エンジン回転数またはエンジン負荷の少なくとも一方の
増大に伴って燃料噴射開始時期が進角されるように設定
され、 前記進角が大きくなるにつれて噴射圧が大きくされるも
の。
3. The fuel injection start timing is set to advance with an increase in at least one of the engine speed and the engine load, and the injection pressure is increased as the advance is increased. Things.
【請求項4】請求項1において、 噴射圧が、燃焼室への充填効率に応じて変更されるも
の。
4. The injection pressure according to claim 1, wherein the injection pressure is changed according to the filling efficiency into the combustion chamber.
【請求項5】請求項4において、 充填効率を示すパラメ−タとして、吸気温度または吸気
圧の少なくとも一方が用いられるもの。
5. The device according to claim 4, wherein at least one of intake air temperature and intake air pressure is used as a parameter indicating the charging efficiency.
【請求項6】請求項1において、 アイドル時には、噴射圧が最低噴射圧に設定されるも
の。
6. The injection pressure according to claim 1, wherein the injection pressure is set to a minimum injection pressure during idling.
【請求項7】請求項6において、 アイドル時に、排気温度が低温となったとき吸気を絞る
絞り手段を備え、 前記絞り手段が作動されたとき、噴射圧が前記最低噴射
圧よりも大きくされるもの。
7. The throttle device according to claim 6, further comprising throttle means for throttling the intake air when the exhaust gas temperature becomes low during idling, and when the throttle means is operated, the injection pressure is made higher than the minimum injection pressure. thing.
【請求項8】請求項1において、 吸気の過給を行なう過給機を備え、 過給圧が大きいときは小さいときに比して噴射圧を小さ
くする基本補正手段を備えているもの。
8. The turbocharger according to claim 1, further comprising a supercharger for supercharging intake air, and a basic correcting means for reducing the injection pressure when the supercharging pressure is large compared to when the supercharging pressure is small.
【請求項9】請求項8において、 エンジンの冷間時には、前記過給機を作動させて過給を
行なうと共に、前記基本補正手段による補正が禁止され
るもの。
9. The system according to claim 8, wherein when the engine is cold, the supercharger is operated to perform supercharging and the correction by the basic correcting means is prohibited.
【請求項10】請求項8において、 加速時には、前記過給機を作動させて過給を行なうと共
に、前記基本補正手段による補正を禁止し、しかも加速
が大きいほど噴射圧を大きくする加速補正が行なわれる
もの。
10. The acceleration correction according to claim 8, wherein at the time of acceleration, the supercharger is operated to perform supercharging, the correction by the basic correction means is prohibited, and the injection pressure increases as the acceleration increases. What is done.
【請求項11】請求項1ないし請求項10のいずれか1
項において、 ピストン頂面に凹部が形成されると共に該凹部の底壁よ
り隔壁部が突設されて、該隔壁部の内側が主燃焼室とさ
れると共に該隔壁部の外側が該主燃焼室を取囲む環状の
外側燃焼室とされ、 燃料噴射弁からの噴射燃料が、前記主燃焼室の内側面に
向けて指向されているもの。
11. The method according to any one of claims 1 to 10.
In the paragraph (1), a recess is formed on the top surface of the piston, and a partition wall projects from the bottom wall of the recess, the inside of the partition wall is the main combustion chamber, and the outside of the partition wall is the main combustion chamber. An outer combustion chamber having an annular shape surrounding the inner combustion chamber, and the fuel injected from the fuel injection valve is directed toward the inner surface of the main combustion chamber.
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Cited By (4)

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