JPH0979079A - In-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine - Google Patents

In-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine

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JPH0979079A
JPH0979079A JP7233092A JP23309295A JPH0979079A JP H0979079 A JPH0979079 A JP H0979079A JP 7233092 A JP7233092 A JP 7233092A JP 23309295 A JP23309295 A JP 23309295A JP H0979079 A JPH0979079 A JP H0979079A
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injection
fuel
fuel injection
piston
cavity
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和宏 一本
Hiromitsu Ando
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enlarge a load region performing after injection as much as possible while suppressing increase in a harmful discharge gas component. SOLUTION: In a fuel injection control map, the first load region of the first upper limit load or less where fuel injection 81 from a fuel injection valve is placed within a cavity 8 of a piston 7 and the second load region of the second upper limit load or less serving as a smoke generation limit are found, and a overlapping part of both regions is set as an after-injection lean area. That is, serving as the boundary an engine speed Nex in an intersection between the first/second upper limit load lines L1, L2, in a rotational area of this engine speed Nex or less, after-injection is performed in the second limit load region where air-fuel ratio in the cavity 8 is not overrich, and in a rotational area of this engine speed Nex or more, after-injection is performed in the first limit load region where the fuel injection 81 from the fuel injection valve is placed within the cavity 8 of the piston 7.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に搭載さ
れる筒内噴射型火花点火式内燃機関に係り、詳しくは前
期噴射モードと後期噴射モードとを運転状態に応じて適
切に設定する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylinder injection type spark ignition internal combustion engine mounted on an automobile or the like, and more specifically to a technique for appropriately setting the early injection mode and the late injection mode according to operating conditions. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車等に搭載される燃料噴射火
花点火式内燃機関では、有害排出ガス成分の低減や燃費
の向上等を図るため、旧来の吸気管噴射型に代えて燃焼
室に直接燃料を噴射する筒内噴射型のもの(以下、筒内
噴射ガソリンエンジン)が種々提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in a fuel injection spark ignition type internal combustion engine mounted on an automobile or the like, in order to reduce harmful exhaust gas components and improve fuel efficiency, the conventional intake pipe injection type is directly replaced with a direct combustion chamber. Various in-cylinder injection types for injecting fuel (hereinafter, in-cylinder injection gasoline engine) have been proposed.

【0003】筒内噴射ガソリンエンジンでは、例えば、
燃料噴射弁からピストン頂部に設けたキャビティ内に燃
料を噴射することで、点火時点において点火プラグの周
囲に理論空燃比に近い空燃比の混合気を生成させてい
る。これにより、全体に希薄な空燃比でも着火が可能と
なり、COやHCの排出量が減少すると共に、アイドル
運転時や低負荷走行時の燃費を大幅に向上させることが
できる。また、燃料噴射量を増減させる際にも吸気管に
よる移送遅れがないため、加減速レスポンスも非常によ
くなる。ところが、キャビティ内に燃料を噴射する方法
では、要求燃料噴射量が増大する高負荷運転時に点火プ
ラグの近傍の空燃比がオーバリッチとなり失火が生じる
ため、安定した運転領域が狭いという問題がある。これ
は、燃料噴射弁の単位時間あたりの噴射量や噴射方向を
可変にすることが難しいために、点火プラグ近傍の空燃
比をエンジンの全作動領域に亘って最適値に保つことが
できないこと等に起因する。
In a cylinder injection gasoline engine, for example,
By injecting fuel from the fuel injection valve into the cavity provided at the top of the piston, an air-fuel mixture having an air-fuel ratio close to the stoichiometric air-fuel ratio is generated around the spark plug at the time of ignition. This makes it possible to ignite even with a lean air-fuel ratio as a whole, thereby reducing CO and HC emissions and greatly improving fuel efficiency during idling and low-load driving. In addition, since there is no transfer delay due to the intake pipe even when the fuel injection amount is increased or decreased, the acceleration / deceleration response becomes very good. However, in the method of injecting fuel into the cavity, there is a problem that the stable operation range is narrowed because the air-fuel ratio near the spark plug becomes overrich and misfire occurs during high load operation in which the required fuel injection amount increases. This is because it is difficult to change the injection amount per unit time of the fuel injection valve and the injection direction, so the air-fuel ratio in the vicinity of the spark plug cannot be kept at an optimum value over the entire operating region of the engine, etc. caused by.

【0004】このような問題を解決するため、特開平5
−79370号公報や特開平7−102976号公報等
では、負荷に応じて圧縮行程噴射モード(後期噴射モー
ド)と吸気行程噴射モード(前期噴射モード)とを切り
換えると共に、燃焼室の形状や燃料噴射弁の噴射方向等
をこれに合わせて設計したものが提案されている。これ
らのエンジンでは、低負荷運転時には、圧縮行程中にキ
ャビティ(深皿部や凹状溝)内に燃料を噴射し、点火プ
ラグの周囲やキャビティ内に理論空燃比に近い空燃比
(空気と燃料との重量比)の混合気を形成させる。これ
により、全体として希薄な空燃比でも着火が可能とな
り、COやHCの排出量が減少すると共に、アイドル運
転時や低負荷走行時における燃費が大幅に向上する。ま
た、高負荷走行時には、吸気行程中にキャビティ外に燃
料を噴射し、燃焼室内に均一な空燃比の混合気を形成さ
せる。これにより、吸気管噴射型のものと同様に、多量
の燃料を燃焼させることが可能となり、加速時や高速走
行時に要求される出力が確保される。尚、筒内噴射ガソ
リンエンジンでは、燃圧と要求燃料噴射量とから燃料噴
射弁の開弁時間が設定された後、吸気行程や圧縮行程中
に燃料の噴射が終了するように噴射終了時期が決定さ
れ、噴射開始時期は噴射終了時期と開弁時間とから決定
される。更に、後期噴射モードでは、不完全燃焼を避け
るべく、点火時点ではキャビティ内の燃料が気化してい
る必要があり、噴射終了時期と噴射開始時期とは燃料の
気化に要する時間も考慮して決定される。
In order to solve such a problem, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
In JP-A-79370 and JP-A-7-102976, the compression stroke injection mode (late injection mode) and the intake stroke injection mode (early injection mode) are switched according to the load, and the shape of the combustion chamber and the fuel injection are performed. It has been proposed to design the injection direction of the valve in accordance with this. In these engines, during low-load operation, fuel is injected into the cavity (deep bowl or concave groove) during the compression stroke, and the air-fuel ratio (air and fuel A weight ratio of) to form a mixture. As a result, ignition is possible even with a lean air-fuel ratio as a whole, CO and HC emissions are reduced, and fuel efficiency is greatly improved during idle operation and low load running. In addition, during high load traveling, fuel is injected outside the cavity during the intake stroke to form a mixture having a uniform air-fuel ratio in the combustion chamber. As a result, it becomes possible to burn a large amount of fuel, as in the case of the intake pipe injection type, and the output required during acceleration or high speed traveling is secured. In a cylinder-injection gasoline engine, the injection end timing is determined so that the fuel injection is ended during the intake stroke and the compression stroke after the opening time of the fuel injection valve is set from the fuel pressure and the required fuel injection amount. The injection start timing is determined from the injection end timing and the valve opening time. Furthermore, in the late injection mode, the fuel in the cavity must be vaporized at the time of ignition in order to avoid incomplete combustion, and the injection end timing and injection start timing are determined in consideration of the time required for fuel vaporization. To be done.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、筒内噴射ガ
ソリンエンジンでは、燃費を考慮した場合、できるだけ
広い運転域(負荷およびエンジン回転速度)で希薄空燃
比を実現できる後期噴射モードで燃料噴射を行うことが
望ましい。ところが、後期噴射モードを適用する負荷域
を広げ過ぎた場合、排ガス性能が大幅に悪化するという
問題があった。例えば、負荷(すなわち、目標平均有効
圧Pe)が増加すると、これに伴って要求燃料噴射量も
増大し、後期噴射モードのままではキャビティ内に比較
的多量の燃料が噴射されることになる。その結果、キャ
ビティ内の空燃比がオーバリッチとなり、失火が生じて
排気ガスと共に大量の未燃燃料が排出されたり、不完全
燃焼が起こってスモーク(カーボンスートを主成分とす
る黒煙)が排出される。そのため、後期噴射モードは、
スモーク発生限界となる負荷レベルを求め、少なくとも
それ以下の負荷領域に設定せざるを得ない。
By the way, in a cylinder injection gasoline engine, in consideration of fuel consumption, fuel injection is performed in a late injection mode capable of realizing a lean air-fuel ratio in a wide operating range (load and engine speed). Is desirable. However, when the load range to which the late injection mode is applied is excessively widened, there is a problem that exhaust gas performance is significantly deteriorated. For example, when the load (that is, the target average effective pressure Pe) increases, the required fuel injection amount also increases, and a relatively large amount of fuel is injected into the cavity in the latter injection mode. As a result, the air-fuel ratio in the cavity becomes overrich, misfire occurs and a large amount of unburned fuel is discharged together with the exhaust gas, or incomplete combustion occurs and smoke (black smoke whose main component is carbon soot) is discharged. To be done. Therefore, the late injection mode is
There is no choice but to find the load level that becomes the smoke generation limit and set it to a load region at least below that.

【0006】一方、負荷のみによって後期噴射モードを
設定した場合、エンジン回転速度が所定値以上に上昇す
ると、HCの排出量が急増する。その理由は、エンジン
回転速度が上昇した場合、ピストンスピードはこれに比
例して上昇するが、燃料噴射弁からの単位時間あたりの
燃料噴射量や燃料の気化速度が一定であることによる。
例えば、燃圧と要求燃料噴射量とから決定された噴射開
始時期に基づき燃料噴射が開始されると、図8に示した
ように、低回転域で燃料噴射弁4からの燃料噴霧81
(図中、LIは燃料噴射弁4の噴射軸線)がピストン7
(二点鎖線で示す)のキャビティ8内に収まる場合であ
っても、ピストンスピードが高くなる高回転域では同一
の燃料噴射量を確保するべく噴射開始時期(クランク
角)が早まるために、噴射開始時点ではピストン7(実
線で示す)の位置が未だ低く、キャビティ8外に燃料噴
霧81が噴射されてしまう。そして、キャビティ8外に
噴射された燃料噴霧81は、その一部が未燃燃料(すな
わち、HC)となり、排気ガスと共に排出される。この
傾向は、エンジン回転速度が上昇するにつれて顕著とな
り、最高回転付近では多量のHCが排出されることにな
る。したがって、後期噴射モードを高回転域側に広げる
には、燃料噴射弁の開弁時間を短くする、すなわち、要
求燃料噴射量の基となる負荷を小さくする必要がある。
On the other hand, when the latter injection mode is set only by the load and the engine speed increases above a predetermined value, the amount of HC discharged sharply increases. The reason is that when the engine speed increases, the piston speed increases in proportion to this, but the fuel injection amount per unit time from the fuel injection valve and the fuel vaporization speed are constant.
For example, when the fuel injection is started based on the injection start timing determined from the fuel pressure and the required fuel injection amount, as shown in FIG. 8, the fuel spray 81 from the fuel injection valve 4 in the low speed region is generated.
(In the figure, LI is the injection axis of the fuel injection valve 4) is the piston 7
Even if it is accommodated in the cavity 8 (shown by the chain double-dashed line), the injection start timing (crank angle) is advanced in order to secure the same fuel injection amount in the high rotation range where the piston speed is high, so At the start point, the position of the piston 7 (shown by the solid line) is still low, and the fuel spray 81 is injected outside the cavity 8. Then, a part of the fuel spray 81 injected outside the cavity 8 becomes unburned fuel (that is, HC) and is discharged together with the exhaust gas. This tendency becomes remarkable as the engine speed increases, and a large amount of HC is discharged near the maximum speed. Therefore, in order to expand the late injection mode to the high rotation speed side, it is necessary to shorten the valve opening time of the fuel injection valve, that is, reduce the load that is the basis of the required fuel injection amount.

【0007】このように、筒内噴射ガソリンエンジンで
は、後期噴射モードの設定において負荷とエンジン回転
速度とがトレードオフの関係にあり、比較的高回転域ま
で後期噴射を行うには限界負荷を小さくし、逆に比較的
高負荷域まで後期噴射を行うには限界エンジン回転速度
を低くしなければならなかった。そのため、後期噴射モ
ードは、実際の運転状態に合わせ、比較的低負荷・低回
転域に設定せざるを得ず、燃費の向上を図る上で妥協を
強いられていた。
As described above, in the in-cylinder injection gasoline engine, there is a trade-off relationship between the load and the engine speed in the setting of the late injection mode, and the limit load is small in order to carry out the late injection to a relatively high rotation speed range. On the contrary, in order to perform the late injection to a relatively high load range, the limit engine speed must be lowered. Therefore, the latter-stage injection mode has to be set to a relatively low load / low rotation range in accordance with the actual operating state, and a compromise has been forced in improving fuel efficiency.

【0008】本発明は上記状況に鑑みなされたもので、
有害排出ガス成分の増加を抑えながら、後期噴射を行え
る負荷領域を極力広くした筒内噴射型火花点火式内燃機
関を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above situation,
An object of the present invention is to provide a cylinder injection type spark ignition type internal combustion engine in which the load range in which the latter-stage injection can be performed is made as wide as possible while suppressing an increase in harmful exhaust gas components.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
1では、ピストンが圧縮行程後期にあるときにその噴射
軸線が当該ピストンの頂面に形成されたキャビティ内に
向くように配設された燃料噴射弁と、ピストンが点火位
置にあるときに前記キャビティにより形成された混合気
流が到達する部位に配設された点火プラグとをシリンダ
ヘッドに有し、主として吸気行程で燃料噴射が行われる
前期噴射モードと、主として圧縮行程で燃料噴射が行わ
れる後期噴射モードとに基づき、燃焼室内に燃料が直接
噴射される筒内噴射型火花点火式内燃機関において、前
記後期噴射モードは、前記燃料噴射弁から噴射される燃
料の実質的に全量が前記キャビティ内に収まる第1上限
負荷レベル以下の第1負荷領域に設定されたものを提案
する。
Therefore, in claim 1 of the present invention, when the piston is in the latter stage of the compression stroke, the injection axis thereof is arranged so as to be directed into the cavity formed in the top surface of the piston. Has a fuel injection valve and an ignition plug, which is arranged at a portion where the mixed air flow formed by the cavity reaches when the piston is in the ignition position, in the cylinder head, and the fuel injection is mainly performed in the intake stroke. In a cylinder injection type spark ignition internal combustion engine in which fuel is directly injected into a combustion chamber based on a first-stage injection mode and a second-stage injection mode in which fuel is mainly injected in a compression stroke, the latter-stage injection mode is the fuel injection. It is proposed to set the first load region below a first upper load level where substantially all of the fuel injected from the valve is contained in the cavity.

【0010】また、請求項2では、請求項1の筒内噴射
型火花点火式内燃機関において、前記後期噴射モードで
は、燃料噴射時における前記燃料噴射弁の噴射軸線が前
記キャビティの内壁面から逸脱しないものを提案する。
また、請求項3では、ピストンが圧縮行程後期にあると
きにその噴射軸線が当該ピストンの頂面に形成されたキ
ャビティ内に向くように配設された燃料噴射弁と、ピス
トンが点火位置にあるときに前記キャビティにより形成
された混合気流が到達する部位に配設された点火プラグ
とをシリンダヘッドに有し、主として吸気行程で燃料噴
射が行われる前期噴射モードと、主として圧縮行程で燃
料噴射が行われる後期噴射モードとに基づき、燃焼室内
に燃料が直接噴射される筒内噴射型火花点火式内燃機関
において、前記後期噴射モードは、スモーク発生限界に
対応する第2上限負荷レベル以下の第2負荷領域に設定
されたものを提案する。
According to a second aspect of the present invention, in the cylinder injection type spark ignition internal combustion engine of the first aspect, in the latter injection mode, the injection axis of the fuel injection valve at the time of fuel injection deviates from the inner wall surface of the cavity. Suggest what you don't.
Further, in claim 3, when the piston is in the latter stage of the compression stroke, the injection axis is arranged so as to face the inside of the cavity formed in the top surface of the piston, and the piston is in the ignition position. When the cylinder head has a spark plug disposed at a portion where the mixed air flow formed by the cavity reaches, the fuel injection is mainly performed in the intake stroke, and the fuel injection is mainly performed in the compression stroke. In the cylinder injection type spark ignition internal combustion engine in which fuel is directly injected into the combustion chamber based on the latter injection mode performed, the latter injection mode is the second upper limit load level corresponding to the smoke generation limit Propose the one set in the load area.

【0011】また、請求項4では、ピストンが圧縮行程
後期にあるときにその噴射軸線が当該ピストンの頂面に
形成されたキャビティ内に向くように配設された燃料噴
射弁と、ピストンが点火位置にあるときに前記キャビテ
ィにより形成された混合気流が到達する部位に配設され
た点火プラグとをシリンダヘッドに有し、主として吸気
行程で燃料噴射が行われる前期噴射モードと、主として
圧縮行程で燃料噴射が行われる後期噴射モードとに基づ
き、燃焼室内に燃料が直接噴射される筒内噴射型火花点
火式内燃機関において、前記後期噴射モードは、エンジ
ン回転速度が所定値以下である場合には、スモーク発生
限界に対応する第2上限負荷レベル以下の第2負荷領域
に設定され、エンジン回転速度が前記所定値を超える場
合には、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の実質的に
全量が前記キャビティ内に収まる第1上限負荷レベル以
下の第1負荷領域に設定されたものを提案する。
Further, in claim 4, when the piston is in the latter stage of the compression stroke, the fuel injection valve is arranged so that its injection axis is directed into the cavity formed in the top surface of the piston, and the piston is ignited. When the cylinder head has a spark plug disposed at a position where the mixed airflow formed by the cavity reaches when in the position, the fuel injection is mainly performed in the intake stroke, and the injection stroke is mainly performed in the compression stroke. In the in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine in which fuel is directly injected into the combustion chamber based on the latter injection mode in which fuel injection is performed, the latter injection mode is used when the engine rotation speed is equal to or lower than a predetermined value. When the engine speed exceeds the predetermined value and is set in the second load region below the second upper limit load level corresponding to the smoke generation limit, the fuel is Substantially all of the fuel injected proposes those set in the first upper limit load level below the first load region that fits in the cavity from the event.

【0012】また、請求項5では、請求項4の筒内噴射
型火花点火式内燃機関において、前記前期噴射モード
は、エンジン回転速度が前記所定値以下である場合には
前記第2上限負荷レベルを超えた負荷領域に設定され、
エンジン回転速度が前記所定値を超えた場合には前記第
1上限負荷レベルを超えた負荷領域に設定されたものを
提案する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine of the fourth aspect, the second upper limit load level is set when the engine speed is equal to or lower than the predetermined value. Is set in the load area that exceeds
If the engine rotation speed exceeds the predetermined value, it is proposed that the engine speed is set in the load region that exceeds the first upper limit load level.

【0013】また、請求項6では、請求項1,2,4,
5の筒内噴射型火花点火式内燃機関において、前記後期
噴射モードにおける圧縮行程時の前記ピストンの上昇時
に、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の実質的に全量
が前記キャビティ内に収まるように前記燃料噴射弁の噴
射時期の設定を行う噴射時期設定手段を備えたものを提
案する。
Further, in claim 6, claims 1, 2, 4,
In the in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine of No. 5, substantially the entire amount of fuel injected from the fuel injection valve is settled in the cavity when the piston rises during the compression stroke in the latter injection mode. It is proposed to provide an injection timing setting means for setting the injection timing of the fuel injection valve.

【0014】また、請求項7では、請求項6記載の筒内
噴射型火花点火式内燃機関において、前記噴射時期設定
手段は、少なくとも前記第1上限負荷レベル近傍では、
エンジン回転速度が高くなるにしたがって、燃料噴射開
始時期を早めるものを提案する。また、請求項8では、
請求項6記載の筒内噴射型火花点火式内燃機関におい
て、前記噴射時期設定手段は、燃料噴射の終了から点火
時期または圧縮上死点到達までの遅延時間を確保するべ
く、特に前記第1上限負荷レベル近傍では、エンジン回
転速度が高くなるにしたがって、燃料噴射終了時期を早
めるものを提案する。
According to a seventh aspect of the present invention, in the cylinder injection type spark ignition internal combustion engine according to the sixth aspect, the injection timing setting means is at least near the first upper limit load level.
It is proposed that the fuel injection start timing is advanced as the engine speed increases. Further, in claim 8,
7. The direct injection spark ignition internal combustion engine according to claim 6, wherein the injection timing setting means secures a delay time from the end of the fuel injection to the ignition timing or the compression top dead center, in particular, the first upper limit. In the vicinity of the load level, it is proposed that the fuel injection end timing be advanced as the engine speed increases.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
一実施形態を詳細に説明する。図1は本発明を適用した
エンジン制御システムの一実施形態を示す概略構成図で
あり、図2は実施形態に係る筒内噴射ガソリンエンジン
の縦断面図である。これらの図において、1は自動車用
の筒内噴射型直列4気筒ガソリンエンジン(以下、単に
エンジンと記す)であり、燃焼室を始め吸気装置やEG
R装置等が筒内噴射専用に設計されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an engine control system to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a vertical sectional view of a cylinder injection gasoline engine according to the embodiment. In these drawings, reference numeral 1 denotes an in-cylinder in-cylinder in-line in-line four-cylinder gasoline engine (hereinafter simply referred to as an engine), which includes a combustion chamber, an intake device, and
The R device and the like are designed only for in-cylinder injection.

【0016】本実施形態の場合、エンジン1のシリンダ
ヘッド2には、各気筒毎に点火プラグ3と共に電磁式の
燃料噴射弁4も取り付けられており、燃焼室5内に直接
燃料が噴射されるようになっている。また、シリンダ6
に上下摺動自在に保持されたピストン7の頂面には、圧
縮行程後期に燃料噴射弁4からの燃料噴霧が到達する位
置に、半球状のキャビティ8が形成されている。また、
このエンジン1の理論圧縮比は、吸気管噴射型のものに
比べ、高く(本実施形態では、12程度)設定されてい
る。動弁機構としてはDOHC4弁式が採用されてお
り、シリンダヘッド2の上部には、吸排気弁9,10を
それぞれ駆動するべく、吸気側カムシャフト11と排気
側カムシャフト12とが回転自在に保持されている。
In the case of the present embodiment, the cylinder head 2 of the engine 1 is provided with the spark plug 3 and the electromagnetic fuel injection valve 4 for each cylinder, and the fuel is directly injected into the combustion chamber 5. It is like this. Also, the cylinder 6
A hemispherical cavity 8 is formed on the top surface of the piston 7, which is held slidably in the vertical direction, at a position where fuel spray from the fuel injection valve 4 reaches in the latter stage of the compression stroke. Also,
The theoretical compression ratio of the engine 1 is set higher (about 12 in this embodiment) than that of the intake pipe injection type. A DOHC four-valve system is adopted as a valve mechanism, and an intake side camshaft 11 and an exhaust side camshaft 12 are rotatably provided in an upper portion of the cylinder head 2 so as to drive the intake and exhaust valves 9 and 10, respectively. Is held.

【0017】シリンダヘッド2には、両カムシャフト1
1,12の間を抜けるようにして、略直立方向に吸気ポ
ート13が形成されており、この吸気ポート13を通過
した吸気流が燃焼室5内で後述する逆タンブル流を発生
させるようになっている。一方、排気ポート14につい
ては、通常のエンジンと同様に略水平方向に形成されて
いるが、斜め下方に大径のEGRポート15(図2には
図示せず)が分岐している。図中、16は冷却水温Tw
を検出する水温センサであり、17は各気筒の所定のク
ランク位置(本実施形態では、5°BTDCおよび75°BTD
C)でクランク角信号SGTを出力するベーン型のクラ
ンク角センサであり、19は点火プラグ3に高電圧を出
力する点火コイルである。尚、クランクシャフトの半分
の回転数で回転するカムシャフトには、気筒判別信号S
GCを出力する気筒判別センサ(図示せず)が取り付け
られ、クランク角信号SGTがどの気筒のものか判別さ
れる。
The cylinder head 2 has both camshafts 1
An intake port 13 is formed in a substantially upright direction so as to pass through between the intake ports 1 and 12, and the intake flow passing through the intake port 13 generates a reverse tumble flow described later in the combustion chamber 5. ing. On the other hand, although the exhaust port 14 is formed in a substantially horizontal direction like a normal engine, a large-diameter EGR port 15 (not shown in FIG. 2) branches obliquely downward. In the figure, 16 is the cooling water temperature Tw
The water temperature sensor 17 detects a predetermined crank position of each cylinder (5 ° BTDC and 75 ° BTD in this embodiment).
C) is a vane type crank angle sensor that outputs a crank angle signal SGT, and 19 is an ignition coil that outputs a high voltage to the ignition plug 3. The cylinder discriminating signal S
A cylinder discriminating sensor (not shown) that outputs GC is attached to discriminate which cylinder the crank angle signal SGT belongs to.

【0018】図2に示したように、吸気ポート13に
は、サージタンク20を有する吸気マニホールド21を
介して、エアクリーナ22,スロットルボディ23,ス
テッパモータ式のISCV(アイドルスピードコントロ
ールバルブ)24を具えた吸気管25が接続している。
更に、吸気管25には、スロットルボディ23を迂回し
て吸気マニホールド21に吸入気を導入する、大径のエ
アバイパスパイプ26が併設されており、その管路には
リニアソレノイド式で大型のABV(エアバイパスバル
ブ)27が設けられている。尚、エアバイパスパイプ2
6は、吸気管25に準ずる流路面積を有しており、AB
V27の全開時にはエンジン1の低中速域で要求される
量の吸入気が流通可能となっている。尚、スロットルボ
ディ23には、流路を開閉するバタフライ式のスロット
ルバルブ28と共に、スロットルバルブ28の開度θTH
を検出するスロットルセンサ29と、全閉状態を検出す
るアイドルスイッチ30とが備えられている。図中、3
1は吸気管圧力Pbを検出するブースト圧(MAP:Man
ifold Absolute Pressure)センサであり、サージタン
ク20に接続している。
As shown in FIG. 2, the intake port 13 is provided with an air cleaner 22, a throttle body 23, and a stepper motor type ISCV (idle speed control valve) 24 via an intake manifold 21 having a surge tank 20. The intake pipe 25 is connected.
Further, the intake pipe 25 is provided with a large-diameter air bypass pipe 26 that bypasses the throttle body 23 and introduces intake air into the intake manifold 21, and a linear solenoid type large-sized ABV is provided in the pipe line. An (air bypass valve) 27 is provided. In addition, the air bypass pipe 2
6 has a flow passage area corresponding to that of the intake pipe 25.
When the V27 is fully opened, the required amount of intake air can be circulated in the low and medium speed range of the engine 1. The throttle body 23 has a butterfly type throttle valve 28 that opens and closes a flow path, and an opening θTH of the throttle valve 28.
There is provided a throttle sensor 29 for detecting the above, and an idle switch 30 for detecting the fully closed state. In the figure, 3
1 is a boost pressure (MAP: Man) for detecting the intake pipe pressure Pb.
ifold Absolute Pressure) sensor, which is connected to the surge tank 20.

【0019】一方、排気ポート14には、O2センサ4
0が取付けられた排気マニホールド41を介して、三元
触媒42や図示しないマフラー等を具えた排気管43が
接続している。また、EGRポート15は、大径のEG
Rパイプ44を介して、吸気マニホールド21の上流に
接続されており、その管路にはステッパモータ式のEG
Rバルブ45が設けられている。
On the other hand, an O 2 sensor 4
An exhaust pipe 43 provided with a three-way catalyst 42 and a muffler (not shown) is connected through an exhaust manifold 41 to which 0 is attached. In addition, the EGR port 15 has a large diameter EG.
It is connected to the upstream side of the intake manifold 21 via an R pipe 44, and has a stepper motor type EG in its pipeline.
An R valve 45 is provided.

【0020】燃料タンク50は、図示しない車体後部に
設置されている。そして、燃料タンク50に貯留された
燃料は、電動式の低圧燃料ポンプ51に吸い上げられ、
低圧フィードパイプ52を介して、エンジン1側に送給
される。低圧フィードパイプ52内の燃圧は、リターン
パイプ53の管路に介装された第1燃圧レギュレータ5
4により、比較的低圧(以下、低燃圧と記す)に調圧さ
れる。エンジン1側に送給された燃料は、シリンダヘッ
ド2に取り付けられた高圧燃料ポンプ55により、高圧
フィードパイプ56とデリバリパイプ57とを介して、
各燃料噴射弁4に送給される。本実施形態の場合、高圧
燃料ポンプ55は斜板アキシャルピストン式であり、排
気側カムシャフト12により駆動され、エンジン1のア
イドル運転時にも50〜60kg/mm2 以上の吐出圧を発生す
る。デリバリパイプ57内の燃圧は、リターンパイプ5
8の管路に介装された第2燃圧レギュレータ59によ
り、比較的高圧(以下、高燃圧と記す)に調圧される。
図中、60は第2燃圧レギュレータ59に取付けられた
電磁式の燃圧切換弁であり、オン状態で燃料をリリーフ
して、デリバリパイプ57内の燃圧を低燃圧に低下させ
る。また、61は高圧燃料ポンプ55の潤滑や冷却等を
行った燃料を燃料タンク50に還流させるリターンパイ
プである。
The fuel tank 50 is installed at the rear of the vehicle body (not shown). Then, the fuel stored in the fuel tank 50 is sucked up by the electric low-pressure fuel pump 51,
The air is supplied to the engine 1 via the low-pressure feed pipe 52. The fuel pressure in the low-pressure feed pipe 52 is controlled by the first fuel pressure regulator 5 interposed in the return pipe 53.
4, the pressure is adjusted to a relatively low pressure (hereinafter, referred to as low fuel pressure). The fuel supplied to the engine 1 is supplied by a high-pressure fuel pump 55 attached to the cylinder head 2 via a high-pressure feed pipe 56 and a delivery pipe 57.
The fuel is supplied to each fuel injection valve 4. In the case of the present embodiment, the high-pressure fuel pump 55 is a swash plate axial piston type, is driven by the exhaust side cam shaft 12, and generates a discharge pressure of 50 to 60 kg / mm 2 or more even during idle operation of the engine 1. The fuel pressure in the delivery pipe 57 is the return pipe 5
The second fuel pressure regulator 59 installed in the conduit 8 regulates the pressure to a relatively high pressure (hereinafter, referred to as high fuel pressure).
In the figure, reference numeral 60 denotes an electromagnetic fuel pressure switching valve attached to the second fuel pressure regulator 59, which relieves fuel in the ON state and reduces the fuel pressure in the delivery pipe 57 to a low fuel pressure. Reference numeral 61 denotes a return pipe for returning the fuel, which has been lubricated or cooled by the high-pressure fuel pump 55, to the fuel tank 50.

【0021】車室内には、図示しない入出力装置,制御
プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置
(ROM,RAM,BURAM等),中央処理装置(C
PU),タイマカウンタ等を具えた、ECU(エンジン
制御ユニット)70が設置されており、エンジン1の総
合的な制御を行う。ECU70の入力側には、上述した
各種のセンサ類等からの検出情報が入力する。ECU7
0は、これらの検出情報に基づき、燃料噴射モードや燃
料噴射量を始めとして、点火時期やEGRガスの導入量
等を決定し、燃料噴射弁4や点火コイル19,EGRバ
ルブ45等を駆動制御する。尚、ECU70には、その
入力側に図示しない多数のスイッチやセンサ類が接続す
る一方で、出力側にも各種警告灯や機器類等が接続して
いる。
In the passenger compartment, an input / output device (not shown), a storage device (ROM, RAM, BURAM, etc.) for storing control programs and control maps, and a central processing unit (C)
An ECU (engine control unit) 70 including a PU), a timer counter, and the like is installed to perform comprehensive control of the engine 1. On the input side of the ECU 70, detection information from the above-mentioned various sensors and the like is input. ECU7
0 determines the ignition timing, the amount of EGR gas introduced, etc., including the fuel injection mode and the fuel injection amount, based on these detection information, and drives and controls the fuel injection valve 4, the ignition coil 19, the EGR valve 45, and the like. To do. The ECU 70 is connected to a large number of switches and sensors (not shown) on its input side, and is connected to various warning lights and devices on its output side.

【0022】次に、エンジン制御の基本的な流れを説明
する。冷機時において、運転者がイグニッションキーを
オン操作すると、ECU70は、低圧燃料ポンプ51と
燃圧切換弁60をオンにして、燃料噴射弁4に低燃圧の
燃料を供給する。これは、エンジン1の停止時やクラン
キング時には、高圧燃料ポンプ55が全くあるいは不完
全にしか作動しないため、要求燃料噴射量を低圧燃料ポ
ンプ51の吐出圧と燃料噴射弁4の開弁時間とから得る
しかないためである。次に、運転者がイグニッションキ
ーをスタート操作すると、図示しないセルモータにより
エンジン1がクランキングされ、同時にECU70によ
る燃料噴射制御が開始される。この時点では、ECU7
0は、前期噴射モードを選択し、比較的リッチな空燃比
となるように燃料を噴射する。これは、冷機時には燃料
の気化率が低いため、後期噴射モード(すなわち、圧縮
行程)で噴射を行った場合、失火や未燃燃料(HC)の
排出が避けられないからである。また、ECU70は、
始動時にはABV27を閉鎖するため、燃焼室5への吸
入気はスロットルバルブ28の隙間やISCV24から
供給される。尚、ISCV24とABV27とは、EC
U70により一元管理されており、スロットルバルブ2
8を迂回する吸入気(バイパスエア)の必要導入量に応
じてそれぞれの開弁量が決定される。
Next, a basic flow of engine control will be described. When the driver turns on the ignition key in the cold state, the ECU 70 turns on the low-pressure fuel pump 51 and the fuel pressure switching valve 60 to supply the fuel injection valve 4 with fuel having a low fuel pressure. This is because, when the engine 1 is stopped or cranking, the high-pressure fuel pump 55 operates at all or incompletely, so that the required fuel injection amount is set to the discharge pressure of the low-pressure fuel pump 51 and the opening time of the fuel injection valve 4. Because I can only get from. Next, when the driver operates the ignition key to start, the engine 1 is cranked by the cell motor (not shown), and at the same time, the fuel injection control by the ECU 70 is started. At this point, the ECU 7
When 0 is selected, the previous period injection mode is selected, and the fuel is injected so that the air-fuel ratio becomes relatively rich. This is because the vaporization rate of the fuel is low when the engine is cold, so that misfire and discharge of unburned fuel (HC) cannot be avoided when the injection is performed in the late injection mode (that is, the compression stroke). Also, the ECU 70
Since the ABV 27 is closed at the time of starting, the intake air into the combustion chamber 5 is supplied from the gap of the throttle valve 28 and the ISCV 24. In addition, ISCV24 and ABV27 are EC
It is centrally managed by U70 and has a throttle valve 2
Each valve opening amount is determined according to the required introduction amount of the intake air (bypass air) that bypasses 8.

【0023】始動が完了してエンジン1がアイドル運転
を開始すると、高圧燃料ポンプ55が定格の吐出作動を
始めるため、ECU70は、燃圧切換弁60をオフにし
て燃料噴射弁4に高圧の燃料を供給する。この際には、
当然のことながら、要求燃料噴射量は高圧燃料ポンプ5
5の吐出圧と燃料噴射弁4の開弁時間とから得ることが
できる。そして、冷却水温Twが所定値に上昇するまで
は、ECU70は、始動時と同様に前期噴射モードを選
択して燃料を噴射すると共に、ABV27も継続して閉
鎖する。また、エアコン等の補機類の負荷の増減に応じ
たアイドル回転数の制御は、吸気管噴射型と同様にIS
CV24によって行われる。更に、所定サイクルが経過
してO2センサ40が活性化されると、ECU70は、
2センサ40の出力電圧に応じて空燃比フィードバッ
ク制御を開始し、有害排出ガス成分を三元触媒42によ
り浄化させる。このように、冷機時においては、吸気管
噴射型と略同様の燃料噴射制御が行われるが、吸気管1
3の壁面への燃料滴の付着等がないため、制御の応答性
や精度は高くなる。
When the engine 1 starts idle operation after the start-up is completed, the high-pressure fuel pump 55 starts the rated discharge operation, so that the ECU 70 turns off the fuel pressure switching valve 60 and supplies the high-pressure fuel to the fuel injection valve 4. Supply. In this case,
As a matter of course, the required fuel injection amount is the high pressure fuel pump 5
It can be obtained from the discharge pressure of 5 and the valve opening time of the fuel injection valve 4. Then, until the cooling water temperature Tw rises to a predetermined value, the ECU 70 selects the first-stage injection mode to inject fuel as at the time of starting, and continuously closes the ABV 27 as well. In addition, the control of the idle speed according to the increase or decrease of the load of the auxiliary equipment such as the air conditioner is the same as that of the intake pipe injection type.
Performed by CV24. Further, when the O 2 sensor 40 is activated after a lapse of a predetermined cycle, the ECU 70
The air-fuel ratio feedback control is started according to the output voltage of the O 2 sensor 40, and the harmful exhaust gas component is purified by the three-way catalyst 42. As described above, when the engine is cold, fuel injection control similar to that of the intake pipe injection type is performed.
Since the fuel droplets do not adhere to the wall surface of No. 3, the control response and accuracy are improved.

【0024】エンジン1の暖機が終了すると、ECU7
0は、吸気管圧力Pbやスロットル開度θTH等から得た
目標平均有効圧Peとエンジン回転速度Neとに基づき、
図3の燃料噴射制御マップから現在の燃料噴射制御領域
を検索し、燃料噴射モードと燃料噴射量と燃料噴射時期
とを決定して燃料噴射弁4を駆動する他、ABV27や
EGRバルブ45の開閉制御等も行う。尚、当然のこと
であるが、燃料噴射量は燃料噴射弁4の開弁時間幅と比
例関係にある。
When the engine 1 is warmed up, the ECU 7
0 is based on the target average effective pressure Pe obtained from the intake pipe pressure Pb, the throttle opening θTH, etc. and the engine rotation speed Ne.
The current fuel injection control region is searched from the fuel injection control map of FIG. 3, the fuel injection mode, the fuel injection amount, and the fuel injection timing are determined, and the fuel injection valve 4 is driven, and the ABV 27 and the EGR valve 45 are opened and closed. It also controls. It should be understood that the fuel injection amount is proportional to the valve opening time width of the fuel injection valve 4.

【0025】例えば、アイドル運転時や低速走行時等の
低負荷域は図3中の後期噴射リーン域となるため、EC
U70は、後期噴射モードを選択すると共にABV27
を開放し、リーンな平均空燃比(本実施形態では、30〜
40程度)となるように燃料を噴射する。この時点では燃
料の気化率が上昇すると共に、図4に示したように吸気
ポート13から流入した吸気流が矢印で示す逆タンブル
流80を形成するため、燃料噴霧81がピストン7のキ
ャビティ8内に保存される。その結果、点火時点におい
て点火プラグ3の周囲には理論空燃比近傍の混合気が層
状に形成されることになり、全体としてリーンな空燃比
でも着火が可能となる。これにより、COやHCの排出
が極く少量に抑えられると共に、ポンピングロスの低減
も相俟って燃費が大幅に向上する。そして、補機負荷等
の増減に応じたアイドル回転数の制御は、燃料噴射量を
増減させることにより行うため、制御応答性も非常に高
くなる。また、ECU70は、この制御領域ではEGR
バルブ45を開放し、燃焼室5内に大量(本実施形態で
は、30%以上)のEGRガスを導入することにより、N
Xも大幅に低減させる。
For example, since the low load region during idle operation or low speed traveling is the late injection lean region in FIG. 3, EC
U70 selects the late injection mode and the ABV27
Is opened, and a lean average air-fuel ratio (in this embodiment, 30-
(About 40) to inject fuel. At this point in time, the vaporization rate of the fuel rises, and as shown in FIG. 4, the intake flow that has flowed in from the intake port 13 forms the reverse tumble flow 80 shown by the arrow, so that the fuel spray 81 inside the cavity 8 of the piston 7. Stored in. As a result, the air-fuel mixture near the stoichiometric air-fuel ratio is formed in a layer around the spark plug 3 at the time of ignition, and ignition is possible even with a lean air-fuel ratio as a whole. As a result, CO and HC emissions are suppressed to an extremely small amount, and fuel consumption is greatly improved in combination with the reduction of pumping loss. The control of the idle speed according to the increase / decrease of the auxiliary machine load and the like is performed by increasing / decreasing the fuel injection amount, so that the control response becomes very high. Further, the ECU 70 controls the EGR in this control region.
By opening the valve 45 and introducing a large amount (30% or more in this embodiment) of EGR gas into the combustion chamber 5, N
O X also be greatly reduced.

【0026】また、定速走行時等の中負荷域は、その負
荷状態やエンジン回転速度Neに応じて、図3中の前期
噴射リーン域あるいはストイキオフィードバック域とな
るため、ECU70は、前期噴射モードを選択すると共
に、所定の空燃比となるように燃料を噴射する。すなわ
ち、前期噴射リーン域では、比較的リーンな空燃比(本
実施形態では、20〜23程度)となるようにABV27の
開弁量と燃料噴射量とを制御し、ストイキオフィードバ
ック域では、ABV27とEGRバルブ45とを開閉制
御すると共に、O2 センサ40の出力電圧に応じて空燃
比フィードバック制御を行う。この場合、図5に示した
ように吸気ポート13から流入した吸気流が逆タンブル
流80を形成するため、逆タンブル流80による乱れの
効果により、リーンな空燃比でも着火が可能となる。
尚、ECU70は、この制御領域でもEGRバルブ45
を開放し、燃焼室5内に適量のEGRガスを導入するこ
とにより、リーンな空燃比において発生するNOXが大
幅に低減する。また、ストイキオフィードバック域で
は、比較的高い圧縮比により大きな出力が得られると共
に、有害排出ガス成分が三元触媒42により浄化され
る。
Further, since the medium load range during constant-speed running is the previous period injection lean region or the stoichiometric feedback region in FIG. 3 according to the load state and the engine speed Ne, the ECU 70 causes the previous period injection to be performed. A mode is selected, and fuel is injected so as to have a predetermined air-fuel ratio. That is, the valve opening amount and the fuel injection amount of the ABV 27 are controlled so that the air-fuel ratio becomes relatively lean (about 20 to 23 in the present embodiment) in the early injection lean region, and the ABV 27 in the stoichiometric feedback region. And EGR valve 45 are opened and closed, and air-fuel ratio feedback control is performed according to the output voltage of the O 2 sensor 40. In this case, as shown in FIG. 5, the intake flow that has flowed in from the intake port 13 forms the reverse tumble flow 80. Therefore, the effect of turbulence due to the reverse tumble flow 80 enables ignition even with a lean air-fuel ratio.
It should be noted that the ECU 70 controls the EGR valve 45 even in this control region.
Is opened and an appropriate amount of EGR gas is introduced into the combustion chamber 5, so that NO X generated at a lean air-fuel ratio is significantly reduced. Further, in the stoichio feedback region, a large output is obtained due to the relatively high compression ratio, and harmful exhaust gas components are purified by the three-way catalyst 42.

【0027】そして、急加速時や高速走行時等の高負荷
域は図3中のオープンループ制御域となるため、ECU
70は、前期噴射モードを選択すると共にABV27を
閉鎖し、スロットル開度θTHやエンジン回転速度Ne 等
に応じて、比較的リッチな空燃比となるように燃料を噴
射する。この際には、圧縮比が高いことや吸気流が逆タ
ンブル流80を形成することの他、吸気ポート13が燃
焼室5に対して略直立しているため、慣性効果によって
も高い出力が得られる。
Since the high load range during sudden acceleration or high speed running is the open loop control range in FIG. 3, the ECU
Reference numeral 70 selects the first-stage injection mode, closes the ABV 27, and injects fuel so that the air-fuel ratio becomes relatively rich according to the throttle opening θTH, the engine speed Ne, and the like. At this time, in addition to the high compression ratio and the fact that the intake air flow forms the reverse tumble flow 80, since the intake port 13 is substantially upright with respect to the combustion chamber 5, a high output is obtained by the inertia effect. Can be

【0028】更に、中高速走行中の惰行運転時は図3中
の燃料カット域となるため、ECU70は、燃料噴射を
停止する。これにより、燃費が向上すると同時に、有害
排出ガス成分も全く排出されなくなる。尚、燃料カット
は、エンジン回転速度Neが復帰回転速度より低下した
場合や、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ場合には
即座に中止される。
Furthermore, during coasting operation during medium-high speed traveling, the fuel cut region in FIG. 3 is reached, so the ECU 70 stops fuel injection. As a result, the fuel economy is improved and, at the same time, no harmful exhaust gas components are emitted. The fuel cut is immediately stopped when the engine rotation speed Ne falls below the return rotation speed or when the driver depresses the accelerator pedal.

【0029】次に、図6を参照して、燃料噴射制御マッ
プにおける後期噴射リーン域の設定手順を説明する。本
実施形態では、後期噴射リーン域の設定にあたって、先
ず、燃料噴射弁4からの燃料噴霧81がピストン7のキ
ャビティ8内に収まる第1上限負荷以下の第1負荷領域
を求める。例えば、要求燃料噴射量(すなわち、燃料噴
射弁4の開弁時間)が目標平均有効圧Peから決定され
ると、噴射された燃料の気化に要する時間も実験等によ
り求められるため、燃料の噴射開始時期は点火時期に応
じて一義的に定まる。したがって、各目標平均有効圧
(Pe1,Pe2,Pe3…)に対して、噴射開始時期にピス
トン7のキャビティ8内に燃料噴霧81(燃料噴射弁7
の噴射軸線LI)が収まるエンジン回転速度の上限(Ne
1,Ne2,Ne3…)をシュミレーション等により求め、
これを繋ぐことにより、図6に示す第1上限負荷ライン
L1が得られる。第1負荷領域はこの第1上限負荷ライ
ンL1を超えない領域となり、図7に示すように、この
領域内では燃料噴霧81がキャビティ8の内壁面8aか
ら逸脱しない。尚、燃料噴霧81は、燃料噴射弁7の噴
射軸線LIに沿ったものが最も速度が早く、周囲のもの
はこれより若干遅れるため、噴射軸線LIがキャビティ
8の内壁面8aから逸脱しなければ、その間のピストン
7の上昇により、燃料噴霧81がキャビティ8の内壁面
8aから逸脱することはない。
Next, the procedure for setting the late injection lean region in the fuel injection control map will be described with reference to FIG. In the present embodiment, when setting the late injection lean region, first, the first load region below the first upper limit load where the fuel spray 81 from the fuel injection valve 4 is contained in the cavity 8 of the piston 7 is obtained. For example, when the required fuel injection amount (that is, the valve opening time of the fuel injection valve 4) is determined from the target average effective pressure Pe, the time required for vaporization of the injected fuel is also obtained by experiments, etc. The start timing is uniquely determined according to the ignition timing. Therefore, for each target average effective pressure (Pe1, Pe2, Pe3 ...), the fuel spray 81 (fuel injection valve 7
Of the engine rotation speed within which the injection axis LI of
1, Ne2, Ne3 ...) is obtained by simulation or the like,
By connecting these, the first upper limit load line L1 shown in FIG. 6 is obtained. The first load region is a region that does not exceed the first upper limit load line L1, and as shown in FIG. 7, the fuel spray 81 does not deviate from the inner wall surface 8a of the cavity 8 in this region. The fuel spray 81 has the highest speed along the injection axis LI of the fuel injection valve 7 and a little behind it in the surrounding areas, so that the injection axis LI does not deviate from the inner wall surface 8a of the cavity 8. The fuel spray 81 does not deviate from the inner wall surface 8a of the cavity 8 due to the ascent of the piston 7 during that time.

【0030】本実施形態では、次に、スモーク発生限界
となる第2上限負荷以下の第2負荷領域を求める。スモ
ークはキャビティ8内の空燃比がオーバリッチとなるこ
とにより発生し、キャビティ8の容積が一定であること
から、これは燃料噴射量の絶対値すなわち平均空燃比が
所定値(本実施形態では、30)以上となったときに起
こる。そして、平均空燃比は目標平均有効圧Peにより
一義的に定まるため、図6に示すように、スモーク発生
限界となる第2上限負荷ラインL2は所定の限界目標平
均有効圧Pexにより規定されることになる。第2負荷領
域はこの第2上限負荷ラインL2を超えない領域とな
り、この領域内ではスモークが原則として発生しない。
In the present embodiment, next, the second load region below the second upper limit load, which is the smoke generation limit, is obtained. The smoke is generated when the air-fuel ratio in the cavity 8 becomes overrich, and the volume of the cavity 8 is constant. Therefore, this is because the absolute value of the fuel injection amount, that is, the average air-fuel ratio is a predetermined value (in the present embodiment, 30) It happens when it becomes above. Since the average air-fuel ratio is uniquely determined by the target average effective pressure Pe, the second upper limit load line L2, which is the smoke generation limit, is defined by the predetermined limit target average effective pressure Pex, as shown in FIG. become. The second load region is a region that does not exceed the second upper limit load line L2, and in principle, smoke does not occur in this region.

【0031】このようにして、第1負荷領域と第2負荷
領域とを求めると、本実施形態では、両者が重なる部分
を求めてこれを後期噴射リーン域として設定する。すな
わち、第1上限負荷ラインL1と第2上限負荷ラインL2
との交点におけるエンジン回転速度Nexを境に、それ以
下の回転域ではキャビティ8内の空燃比がオーバリッチ
とならない第2限界負荷領域で後期噴射を行い、それ以
上の回転域では燃料噴射弁4からの燃料噴霧81がピス
トン7のキャビティ8内に収まる第1限界負荷領域で後
期噴射を行う。そして、これらの負荷領域を外れた場合
には、前期噴射リーン域やストイキオフィードバック域
等となるため、前期噴射モードでの燃料噴射を行う。
In this way, when the first load region and the second load region are obtained, in the present embodiment, a portion where the both overlap is obtained and set as the late injection lean region. That is, the first upper limit load line L1 and the second upper limit load line L2
With the engine rotation speed Nex at the intersection with the boundary, the late injection is performed in the second limit load region where the air-fuel ratio in the cavity 8 does not become overrich in the rotation region below that, and the fuel injection valve 4 in the rotation region above that. The fuel injection 81 is injected into the cavity 8 of the piston 7 in the first limit load region to perform the latter injection. Then, when the load is out of these load regions, the fuel injection is performed in the fuel injection mode, because the fuel injection is in the fuel injection lean region or the stoichio feedback region.

【0032】このように、本実施形態では、後期噴射モ
ードを行う負荷領域を、燃料噴射弁7から噴射される燃
料の実質的に全量がキャビティ8内に収まる第1上限負
荷レベル以下の第1負荷領域と、スモーク発生限界に対
応する第2上限負荷レベル以下の第2負荷領域とから設
定するようにしたため、HCやスモーク等の有害排出ガ
ス成分の増加を抑えながら、後期噴射を行える負荷領域
を限界まで広くすることができ、燃費を大幅に向上させ
ることが可能となった。
As described above, in the present embodiment, in the load region in which the late injection mode is performed, the first upper limit load level below which the substantially entire amount of the fuel injected from the fuel injection valve 7 is accommodated in the cavity 8 is set. Since the load range and the second load range below the second upper limit load level corresponding to the smoke generation limit are set, the load range in which the latter-stage injection can be performed while suppressing the increase of harmful exhaust gas components such as HC and smoke Can be widened to the limit and fuel efficiency can be significantly improved.

【0033】更に、本実施形態における後期噴射モード
の燃料噴射時期の設定について説明する。燃料噴射弁4
から噴射された燃料が実際にキャビティ8内に到達する
までには遅延時間があり、その遅延時間の間はピストン
7が上昇を続けることになる。換言すれば、ピストン位
置を基準とした場合、キャビティ8内への燃料供給が可
能となる噴射開始時期より早い時期(クランク角)から
燃料噴射を行った場合であっても、キャビティ8への到
達までの遅延時間により実際の燃料はその全量がキャビ
ティ8内に収納されることになる。このことは、回転数
の増大によりピストン7の上昇速度が増大することを考
慮すれば、回転数の増大に対応させて燃料の噴射を開始
する時期(クランク角)を早くすることができることを
意味している。一方、噴射終了時期に関しては、噴射さ
れた燃料が十分に気化された状態で点火させるため、噴
射終了時期から圧縮上死点近傍での点火時期までの間に
一定時間を確保することが好ましい。このことは、ピス
トン7の上昇速度を考慮すれば、回転数の増大に対応さ
せて噴射終了時期を早めることが好ましいことを示して
いる。これらの点を考慮するべく、本実施形態において
は特に第1上限負荷ライン近傍の後期噴射域において、
回転数が高いほど噴射開始時期を早め(噴射終了時期を
早め)るように噴射時期を設定している。これにより、
噴射が占めるクランク角範囲が広いことから噴射時間の
自由度の少ない第1上限負荷ライン近傍においても後期
噴射による燃焼が確実に実施され、かつ後期噴射の運転
域も不必要に狭められることもなくなった。
Further, the setting of the fuel injection timing in the latter injection mode in this embodiment will be described. Fuel injection valve 4
There is a delay time until the fuel injected from the inside actually reaches the cavity 8, and the piston 7 continues to rise during the delay time. In other words, when the piston position is used as a reference, even if the fuel injection is performed from a timing (crank angle) earlier than the injection start timing at which the fuel can be supplied into the cavity 8, the arrival at the cavity 8 is reached. Due to the delay time up to, the entire amount of the actual fuel will be stored in the cavity 8. This means that the fuel injection start timing (crank angle) can be advanced in response to an increase in the number of revolutions in consideration of an increase in the rising speed of the piston 7 due to an increase in the number of revolutions. are doing. On the other hand, with respect to the injection end timing, since the injected fuel is ignited in a sufficiently vaporized state, it is preferable to secure a certain time from the injection end timing to the ignition timing near the compression top dead center. This indicates that, considering the rising speed of the piston 7, it is preferable to advance the injection end timing in response to the increase in the rotation speed. In consideration of these points, in the present embodiment, particularly in the latter injection region near the first upper limit load line,
The injection timing is set so that the injection start timing is advanced (the injection end timing is advanced) as the rotational speed is higher. This allows
Since the crank angle range occupied by the injection is wide, the combustion by the late injection is reliably performed even in the vicinity of the first upper limit load line where the flexibility of the injection time is small, and the operating range of the late injection is not unnecessarily narrowed. It was

【0034】以上で、具体的実施形態の説明を終える
が、本発明の態様はこの実施形態に限るものではない。
例えば、上記実施形態は本発明を直列4気筒の筒内噴射
ガソリンエンジンに適用したものであるが、単気筒エン
ジンやV型6気筒エンジン等、気筒数やその配列が異な
る種々のエンジンに適用してもよいし、メタノール等の
ガソリン以外の燃料を使用するエンジンに適用してもよ
い。更に、制御システムの具体的構成等については、本
発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であ
る。
Although the description of the specific embodiment has been completed, the aspect of the present invention is not limited to this embodiment.
For example, the above-described embodiment is applied to the in-line 4-cylinder in-cylinder injection gasoline engine, but is applied to various engines having different numbers of cylinders and arrangements such as a single-cylinder engine and a V-6 cylinder engine. Alternatively, it may be applied to an engine that uses a fuel other than gasoline, such as methanol. Furthermore, the specific configuration and the like of the control system can be changed without departing from the spirit of the present invention.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明の請求項1によれば、ピストンが
圧縮行程後期にあるときにその噴射軸線が当該ピストン
の頂面に形成されたキャビティ内に向くように配設され
た燃料噴射弁と、ピストンが点火位置にあるときに前記
キャビティにより形成された混合気流が到達する部位に
配設された点火プラグとをシリンダヘッドに有し、主と
して吸気行程で燃料噴射が行われる前期噴射モードと、
主として圧縮行程で燃料噴射が行われる後期噴射モード
とに基づき、燃焼室内に燃料が直接噴射される筒内噴射
型火花点火式内燃機関において、前記後期噴射モード
は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の実質的に全量
が前記キャビティ内に収まる第1上限負荷レベル以下の
第1負荷領域に設定されるようにしたため、キャビティ
からの燃料噴霧の逸脱に起因するHCの排出が抑制され
る。
According to the first aspect of the present invention, when the piston is in the latter stage of the compression stroke, the fuel injection valve is arranged so that its injection axis is directed into the cavity formed on the top surface of the piston. And a spark injection plug disposed in a portion where the mixed airflow formed by the cavity reaches when the piston is in the ignition position, in the cylinder head, and the first-term injection mode in which fuel injection is mainly performed in the intake stroke, ,
In a cylinder injection type spark ignition internal combustion engine in which fuel is directly injected into a combustion chamber based on a late injection mode in which fuel injection is mainly performed in a compression stroke, the late injection mode is injected from the fuel injection valve. Since the substantially entire amount of the fuel is set in the first load region that is equal to or lower than the first upper limit load level in which the fuel is contained in the cavity, the discharge of HC resulting from the deviation of the fuel spray from the cavity is suppressed.

【0036】また、請求項2によれば、請求項1の筒内
噴射型火花点火式内燃機関において、前記後期噴射モー
ドでは、燃料噴射時における前記燃料噴射弁の噴射軸線
が前記キャビティの内壁面から逸脱しないものとしたた
め、キャビティからの燃料噴霧の逸脱がより確実に防止
される。また、請求項3によれば、ピストンが圧縮行程
後期にあるときにその噴射軸線が当該ピストンの頂面に
形成されたキャビティ内に向くように配設された燃料噴
射弁と、ピストンが点火位置にあるときに前記キャビテ
ィにより形成された混合気流が到達する部位に配設され
た点火プラグとをシリンダヘッドに有し、主として吸気
行程で燃料噴射が行われる前期噴射モードと、主として
圧縮行程で燃料噴射が行われる後期噴射モードとに基づ
き、燃焼室内に燃料が直接噴射される筒内噴射型火花点
火式内燃機関において、前記後期噴射モードは、スモー
ク発生限界に対応する第2上限負荷レベル以下の第2負
荷領域に設定されるようにしたため、キャビティ内の空
燃比がオーバリッチとなることに起因するスモークの排
出が抑制される。
According to a second aspect of the present invention, in the cylinder injection type spark ignition internal combustion engine of the first aspect, in the latter injection mode, the injection axis of the fuel injection valve at the time of fuel injection has an inner wall surface of the cavity. The deviation of the fuel spray from the cavity is more reliably prevented. Further, according to claim 3, when the piston is in the latter stage of the compression stroke, the fuel injection valve is arranged so that its injection axis is directed into the cavity formed on the top surface of the piston, and the piston is at the ignition position. When the cylinder head has a spark plug disposed at a position where the mixed air flow formed by the cavity reaches, the fuel injection is performed mainly in the intake stroke, and the fuel is mainly injected in the compression stroke. In the in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine in which fuel is directly injected into the combustion chamber based on the late injection mode in which the injection is performed, the late injection mode is set to the second upper limit load level or less corresponding to the smoke generation limit. Since it is set to the second load region, smoke emission due to the air-fuel ratio in the cavity becoming overrich is suppressed.

【0037】また、請求項4によれば、ピストンが圧縮
行程後期にあるときにその噴射軸線が当該ピストンの頂
面に形成されたキャビティ内に向くように配設された燃
料噴射弁と、ピストンが点火位置にあるときに前記キャ
ビティにより形成された混合気流が到達する部位に配設
された点火プラグとをシリンダヘッドに有し、主として
吸気行程で燃料噴射が行われる前期噴射モードと、主と
して圧縮行程で燃料噴射が行われる後期噴射モードとに
基づき、燃焼室内に燃料が直接噴射される筒内噴射型火
花点火式内燃機関において、前記後期噴射モードは、エ
ンジン回転速度が所定値以下である場合には、スモーク
発生限界に対応する第2上限負荷レベル以下の第2負荷
領域に設定され、エンジン回転速度が前記所定値を超え
た場合には、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の実質
的に全量が前記キャビティ内に収まる第1上限負荷レベ
ル以下の第1負荷領域に設定されるようにしたため、H
Cの排出とスモークの排出とが共に抑制される。
Further, according to claim 4, when the piston is in the latter stage of the compression stroke, the fuel injection valve is arranged so that its injection axis is directed into the cavity formed at the top surface of the piston, and the piston. Has a spark plug disposed at a position where the mixed airflow formed by the cavity reaches when the ignition position is in the cylinder head. In the cylinder injection type spark ignition internal combustion engine in which fuel is directly injected into the combustion chamber based on the latter injection mode in which fuel is injected in the stroke, the latter injection mode is the case where the engine speed is equal to or lower than a predetermined value. Is set to a second load region equal to or lower than the second upper limit load level corresponding to the smoke generation limit, and when the engine speed exceeds the predetermined value, Since the substantially entire amount of fuel injected from the fuel injection valve has to be set in the first load range below a first limit load level falls within said cavity, H
Both the emission of C and the emission of smoke are suppressed.

【0038】また、請求項5によれば、請求項4の筒内
噴射型火花点火式内燃機関において、前記前期噴射モー
ドは、エンジン回転速度が前記所定値以下である場合に
は前記第2上限負荷レベルを超えた負荷領域に設定さ
れ、エンジン回転速度が前記所定値を超えた場合には前
記第1上限負荷レベルを超えた負荷領域に設定されるよ
うにしたため、有害排出ガス成分の増加を抑制しなが
ら、所望の出力を確保できる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the cylinder injection type spark ignition internal combustion engine of the fourth aspect, the second upper limit is set in the first injection mode when the engine speed is equal to or lower than the predetermined value. Since the load range is set to exceed the load level and the engine speed exceeds the predetermined value, the load range is set to exceed the first upper limit load level, so that the harmful exhaust gas component is increased. A desired output can be secured while suppressing.

【0039】また、請求項6によれば、請求項1,2,
4,5の筒内噴射型火花点火式内燃機関において、前記
後期噴射モードにおける圧縮行程時の前記ピストンの上
昇時に、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の実質的に
全量が前記キャビティ内に収まるように前記燃料噴射弁
の噴射時期の設定を行う噴射時期設定手段を備えるよう
にしたため、キャビティからの燃料噴霧の逸脱に起因す
るHCの排出が抑制される。
According to claim 6, claims 1, 2 and
In the cylinder injection type spark ignition internal combustion engine of Nos. 4 and 5, substantially all of the fuel injected from the fuel injection valve is accommodated in the cavity when the piston rises during the compression stroke in the latter injection mode. Since the injection timing setting means for setting the injection timing of the fuel injection valve is provided as described above, the discharge of HC caused by the deviation of the fuel spray from the cavity is suppressed.

【0040】また、請求項7によれば、請求項6記載の
筒内噴射型火花点火式内燃機関において、前記噴射時期
設定手段は、少なくとも前記第1上限負荷レベル近傍で
は、エンジン回転速度が高くなるにしたがって、燃料噴
射開始時期を早めるものとしたため、不必要に後期噴射
モードの運転域を狭めることが防止される。また、請求
項8では、請求項6記載の筒内噴射型火花点火式内燃機
関において、前記噴射時期設定手段は、燃料噴射の終了
から点火時期または圧縮上死点到達までの遅延時間を確
保するべく、特に前記第1上限負荷レベル近傍では、エ
ンジン回転速度が高くなるにしたがって、燃料噴射終了
時期を早めるものとしたため、高回転域でも噴射された
燃料の気化に要する時間が確保される。そして、このよ
うな燃料噴射終了時期の設定は噴射時期の自由度の少な
い第1上限負荷レベル近傍において特に効果が高い。
According to a seventh aspect, in the cylinder injection type spark ignition internal combustion engine according to the sixth aspect, the injection timing setting means has a high engine rotation speed at least near the first upper limit load level. Since the fuel injection start timing is advanced as soon as possible, it is possible to prevent the operating range of the late injection mode from being unnecessarily narrowed. In the eighth aspect, in the direct injection spark ignition internal combustion engine according to the sixth aspect, the injection timing setting means secures a delay time from the end of the fuel injection to the ignition timing or the compression top dead center. Therefore, especially near the first upper limit load level, the fuel injection end timing is advanced as the engine speed increases, so that the time required for vaporization of the injected fuel can be secured even in the high speed region. Further, such setting of the fuel injection end timing is particularly effective in the vicinity of the first upper limit load level where the degree of freedom of the injection timing is small.

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

【図1】本発明に係るエンジン制御システムの一実施形
態を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an engine control system according to the present invention.

【図2】実施形態に係る筒内噴射ガソリンエンジンの縦
断面図である。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a cylinder injection gasoline engine according to an embodiment.

【図3】実施形態に係る燃料噴射制御マップである。FIG. 3 is a fuel injection control map according to the embodiment.

【図4】実施形態における後期噴射モード時の燃料噴射
形態を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a fuel injection mode in a latter injection mode in the embodiment.

【図5】実施形態における前期噴射モード時の燃料噴射
形態を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a fuel injection mode in a first-term injection mode in the embodiment.

【図6】燃料噴射制御マップにおける後期噴射モードを
設定する手順を示したグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a procedure for setting a late injection mode in a fuel injection control map.

【図7】第1上限負荷における燃料噴霧とピストンとの
位置関係を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a positional relationship between fuel spray and a piston at a first upper limit load.

【図8】本発明の背景を説明するための燃料噴霧とピス
トンとの位置関係を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the fuel spray and the piston for explaining the background of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 2 シリンダヘッド 3 点火プラグ 4 燃料噴射弁 5 燃焼室 6 シリンダ 7 ピストン 8 キャビティ 8a キャビティの内壁面 13 吸気ポート 70 ECU 81 燃料噴霧 LI 噴射軸線 1 Engine 2 Cylinder Head 3 Spark Plug 4 Fuel Injection Valve 5 Combustion Chamber 6 Cylinder 7 Piston 8 Cavity 8a Cavity Inner Wall 13 Intake Port 70 ECU 81 Fuel Spray LI Injection Axis

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ピストンが圧縮行程後期にあるときにそ
の噴射軸線が当該ピストンの頂面に形成されたキャビテ
ィ内に向くように配設された燃料噴射弁と、ピストンが
点火位置にあるときに前記キャビティにより形成された
混合気流が到達する部位に配設された点火プラグとをシ
リンダヘッドに有し、主として吸気行程で燃料噴射が行
われる前期噴射モードと、主として圧縮行程で燃料噴射
が行われる後期噴射モードとに基づき、燃焼室内に燃料
が直接噴射される筒内噴射型火花点火式内燃機関におい
て、 前記後期噴射モードは、前記燃料噴射弁から噴射される
燃料の実質的に全量が前記キャビティ内に収まる第1上
限負荷レベル以下の第1負荷領域に設定されたことを特
徴とする筒内噴射型火花点火式内燃機関。
1. A fuel injection valve arranged so that its injection axis is directed into a cavity formed on the top surface of the piston when the piston is in the latter stage of the compression stroke, and when the piston is in the ignition position. The cylinder head has an ignition plug disposed at a portion where the mixed airflow formed by the cavity reaches, and the fuel injection is performed mainly in the first stroke injection mode in which fuel injection is mainly performed in the intake stroke and the fuel injection is mainly performed in the compression stroke. In the cylinder injection type spark ignition internal combustion engine in which fuel is directly injected into the combustion chamber based on the late injection mode, in the late injection mode, substantially all of the fuel injected from the fuel injection valve is the cavity. An in-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine, characterized in that it is set in a first load region equal to or lower than a first upper limit load level that is contained within.
【請求項2】 前記後期噴射モードでは、燃料噴射時に
おける前記燃料噴射弁の噴射軸線が前記キャビティの内
壁面から逸脱しないことを特徴とする、請求項1記載の
筒内噴射型火花点火式内燃機関。
2. The in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine according to claim 1, wherein, in the latter injection mode, an injection axis of the fuel injection valve does not deviate from an inner wall surface of the cavity during fuel injection. organ.
【請求項3】 ピストンが圧縮行程後期にあるときにそ
の噴射軸線が当該ピストンの頂面に形成されたキャビテ
ィ内に向くように配設された燃料噴射弁と、ピストンが
点火位置にあるときに前記キャビティにより形成された
混合気流が到達する部位に配設された点火プラグとをシ
リンダヘッドに有し、主として吸気行程で燃料噴射が行
われる前期噴射モードと、主として圧縮行程で燃料噴射
が行われる後期噴射モードとに基づき、燃焼室内に燃料
が直接噴射される筒内噴射型火花点火式内燃機関におい
て、 前記後期噴射モードは、スモーク発生限界に対応する第
2上限負荷レベル以下の第2負荷領域に設定されたこと
を特徴とする筒内噴射型火花点火式内燃機関。
3. A fuel injection valve arranged so that its injection axis is directed into a cavity formed on the top surface of the piston when the piston is in the latter stage of the compression stroke, and when the piston is in the ignition position. The cylinder head has an ignition plug disposed at a portion where the mixed airflow formed by the cavity reaches, and the fuel injection is performed mainly in the first stroke injection mode in which fuel injection is mainly performed in the intake stroke and the fuel injection is mainly performed in the compression stroke. In a cylinder injection type spark ignition internal combustion engine in which fuel is directly injected into a combustion chamber based on a late injection mode, the late injection mode is a second load region equal to or lower than a second upper limit load level corresponding to a smoke generation limit. In-cylinder injection spark ignition internal combustion engine characterized in that:
【請求項4】 ピストンが圧縮行程後期にあるときにそ
の噴射軸線が当該ピストンの頂面に形成されたキャビテ
ィ内に向くように配設された燃料噴射弁と、ピストンが
点火位置にあるときに前記キャビティにより形成された
混合気流が到達する部位に配設された点火プラグとをシ
リンダヘッドに有し、主として吸気行程で燃料噴射が行
われる前期噴射モードと、主として圧縮行程で燃料噴射
が行われる後期噴射モードとに基づき、燃焼室内に燃料
が直接噴射される筒内噴射型火花点火式内燃機関におい
て、 前記後期噴射モードは、エンジン回転速度が所定値以下
である場合には、スモーク発生限界に対応する第2上限
負荷レベル以下の第2負荷領域に設定され、エンジン回
転速度が前記所定値を超えた場合には、前記燃料噴射弁
から噴射される燃料の実質的に全量が前記キャビティ内
に収まる第1上限負荷レベル以下の第1負荷領域に設定
されたことを特徴とする筒内噴射型火花点火式内燃機
関。
4. A fuel injection valve arranged so that its injection axis is directed into a cavity formed in the top surface of the piston when the piston is in the latter stage of the compression stroke, and when the piston is in the ignition position. The cylinder head has an ignition plug disposed at a portion where the mixed airflow formed by the cavity reaches, and the fuel injection is performed mainly in the first stroke injection mode in which fuel injection is mainly performed in the intake stroke and the fuel injection is mainly performed in the compression stroke. In the cylinder injection type spark ignition internal combustion engine in which fuel is directly injected into the combustion chamber based on the latter injection mode, the latter injection mode is a smoke generation limit when the engine speed is equal to or lower than a predetermined value. When the engine speed is set to a second load region below the corresponding second upper limit load level and the engine speed exceeds the predetermined value, the fuel is injected from the fuel injection valve. Substantially direct injection type spark ignition internal combustion engine, wherein the total amount is set in the first load range below a first limit load level falls within the cavity of the fuel.
【請求項5】 前記前期噴射モードは、エンジン回転速
度が前記所定値以下である場合には前記第2上限負荷レ
ベルを超えた負荷領域に設定され、エンジン回転速度が
前記所定値を超えた場合には前記第1上限負荷レベルを
超えた負荷領域に設定されたことを特徴とする、請求項
4に記載の筒内噴射型火花点火式内燃機関。
5. The first term injection mode is set to a load region that exceeds the second upper limit load level when the engine rotation speed is equal to or lower than the predetermined value, and when the engine rotation speed exceeds the predetermined value. The in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine according to claim 4, characterized in that the load region is set to exceed the first upper limit load level.
【請求項6】 前記後期噴射モードにおける圧縮行程時
の前記ピストンの上昇時に、前記燃料噴射弁から噴射さ
れる燃料の実質的に全量が前記キャビティ内に収まるよ
うに前記燃料噴射弁の噴射時期の設定を行う噴射時期設
定手段を備えたことを特徴とする、請求項1,2,4,
5のいずれか一項に記載の筒内噴射型火花点火式内燃機
関。
6. The injection timing of the fuel injection valve is set so that substantially all of the fuel injected from the fuel injection valve is accommodated in the cavity when the piston is raised during the compression stroke in the late injection mode. 5. An injection timing setting means for setting is provided.
5. The in-cylinder spark ignition internal combustion engine according to any one of 5 above.
【請求項7】 前記噴射時期設定手段は、少なくとも前
記第1上限負荷レベル近傍では、エンジン回転速度が高
くなるにしたがって、燃料噴射開始時期を早めることを
特徴とする、請求項6記載の筒内噴射型火花点火式内燃
機関。
7. The in-cylinder according to claim 6, wherein the injection timing setting means advances the fuel injection start timing as the engine speed increases, at least near the first upper limit load level. Injection spark ignition internal combustion engine.
【請求項8】 前記噴射時期設定手段は、燃料噴射の終
了から点火時期または圧縮上死点到達までの遅延時間を
確保するべく、特に前記第1上限負荷レベル近傍では、
エンジン回転速度が高くなるにしたがって、燃料噴射終
了時期を早めることを特徴とする、請求項7記載の筒内
噴射型火花点火式内燃機関。
8. The injection timing setting means secures a delay time from the end of fuel injection until the ignition timing or the compression top dead center is reached, particularly in the vicinity of the first upper limit load level.
The cylinder injection type spark ignition internal combustion engine according to claim 7, wherein the fuel injection end timing is advanced as the engine speed increases.
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JP2021008874A (en) * 2019-07-03 2021-01-28 株式会社Subaru Engine system

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0879942A3 (en) * 1997-05-20 1999-08-11 Nissan Motor Company, Limited Direct injection gasoline engine with stratified charge combustion and homogeneous charge combustion
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