JPH10231745A - Fuel injection controller for intercylinder direct injection engine - Google Patents

Fuel injection controller for intercylinder direct injection engine

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Publication number
JPH10231745A
JPH10231745A JP9035221A JP3522197A JPH10231745A JP H10231745 A JPH10231745 A JP H10231745A JP 9035221 A JP9035221 A JP 9035221A JP 3522197 A JP3522197 A JP 3522197A JP H10231745 A JPH10231745 A JP H10231745A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel injection
fuel
ignition
timing
injection amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP9035221A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Kamimaru
慎二 神丸
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.)
Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Heavy Industries Ltd filed Critical Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication of JPH10231745A publication Critical patent/JPH10231745A/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
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/101Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attempt compatibility between improvement of fuel consumption and improvement of exhaust emission by preventing smoking, improving ignitability, and improving the lean limit of an air-fuel ratio. SOLUTION: When stratified burning is selected, fuel injection is executed twice per one cycle of one air cylinder, and as a first time fuel injection, an igniting fuel injection amount GFFST by which at least an air-fuel mixture which can be ignited by an ignition plug can be formed is set (S34), and time or a crank angle that the air-fuel mixture by injection fuel reaches the ignition plug after injection fuel is collided with the top surface of a piston after the fuel of this igniting fuel injection amount is ejected, is counted backward on the basis of ignition timing TADV, then this time or crank angle before ignition is set as igniting fuel injection starting timing IJSTFS (S40). Also, as a second time fuel injection, a main fuel injection amount GFMAIN adapted for stratified burning is set on the basis of an engine speed NE and a throttle opening α(S35), and main fuel injection starting timing IJSTMAIN to eject fuel by the main fuel injection amount adapted for to the stratified burning, is set (S41).

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、筒内に直接燃料を
噴射して噴射燃料を点火プラグにより着火して燃焼させ
る筒内直噴エンジンの燃料噴射制御装置に関し、詳しく
は、着火性の向上と、空燃比リーン限界の向上により燃
費の向上及び排気エミッションの改善とを両立し得る筒
内直噴エンジンの燃料噴射制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection control device for a direct injection engine in a cylinder, which injects fuel directly into a cylinder and ignites the injected fuel by a spark plug and burns the fuel. The present invention relates to a fuel injection control device for a direct injection engine that can achieve both improvement of fuel efficiency and improvement of exhaust emission by improving an air-fuel ratio lean limit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、筒内に直接燃料を噴射して噴
射燃料を点火プラグにより着火して燃焼させる筒内直噴
エンジンにおいて、排気エミッション、特に窒素酸化物
(以下「NOx」と略称する)を低減するためには、噴
射燃料の噴霧と筒内の空気とをあまり混合せずに、燃焼
初期において燃料液滴が存在する程度にすると、燃焼温
度が低下してNOxの発生が少なくなることが知られて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a cylinder direct injection engine in which fuel is directly injected into a cylinder and the injected fuel is ignited by a spark plug and burned, exhaust emissions, particularly nitrogen oxides (hereinafter abbreviated as "NOx"). In order to reduce), if the spray of the injected fuel and the air in the cylinder are not mixed so much that the fuel droplets are present in the initial stage of the combustion, the combustion temperature decreases and the generation of NOx decreases. It is known.

【0003】また、この筒内直噴エンジンにおいて、着
火性を向上するためには、点火時に点火プラグの放電電
極の近傍に可燃範囲の空燃比混合気が存在しなければな
らない。これに対処するに、インジェクタ(燃料噴射
弁)による噴射燃料を点火プラグの放電電極に指向する
と、燃料液滴が点火プラグの放電電極に付着してカーボ
ンが該放電電極に堆積し、くすぶりが生じる不都合があ
る。
In order to improve the ignitability of the in-cylinder direct injection engine, a flammable air-fuel mixture must be present near the discharge electrode of the ignition plug at the time of ignition. To cope with this, when the fuel injected by the injector (fuel injection valve) is directed to the discharge electrode of the ignition plug, fuel droplets adhere to the discharge electrode of the ignition plug and carbon deposits on the discharge electrode, thereby causing smoldering. There are inconveniences.

【0004】このため、特開平4−183922号公報
等に開示されているように、インジェクタによる燃料噴
射方向を点火プラグの放電電極に指向することなく配置
構成し、インジェクタからの燃料噴霧をピストン頂面に
衝突させて、筒内吸気流との相乗作用により、その跳ね
返って来た可燃範囲の空燃比混合気が点火プラグの放電
電極に指向するようにし、該混合気に点火プラグによっ
て着火することで、くすぶりを防止しつつ、着火性を向
上する技術が知られている。
For this reason, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-183922, the fuel injection direction of the injector is arranged without directing to the discharge electrode of the ignition plug, and the fuel spray from the injector is sprayed to the top of the piston. The air-fuel ratio in the flammable range that rebounds is directed to the discharge electrode of the ignition plug by a synergistic effect with the in-cylinder intake air flow, and the mixture is ignited by the ignition plug. Therefore, a technique for improving ignitability while preventing smoldering is known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、NOx
の発生低減を目的として燃料噴射時期を設定する場合、
噴射燃料の噴霧と筒内の空気とをあまり混合せずに、燃
焼初期において燃料液滴が存在するようにするために
は、点火(点火時期)直前のタイミングで燃料を噴射さ
せる必要があり、また、着火性の向上を目的として燃料
噴射時期を設定する場合は、インジェクタからの噴射燃
料による燃料噴霧がピストン頂面に衝突して跳ね返り点
火プラグに到達するまでの時間が必要であり、点火時期
よりかなり前のタイミングで燃料を噴射させる必要があ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION However, NOx
When setting the fuel injection timing for the purpose of reducing the occurrence of
In order for fuel droplets to be present in the early stage of combustion without mixing the spray of injected fuel and air in the cylinder so much, it is necessary to inject fuel at a timing immediately before ignition (ignition timing). In addition, when setting the fuel injection timing for the purpose of improving the ignitability, it is necessary to allow time for the fuel spray from the injector injected fuel to collide with the piston top surface and reach the rebound spark plug. It is necessary to inject the fuel much earlier.

【0006】従って、NOxの発生低減を目的とした場
合の燃料噴時期と着火性の向上を目的とした場合の燃料
噴射時期とは互いに相反し、燃料噴射期間の短いリーン
燃焼時においては、1気筒1サイクル当たり1回の燃料
噴射では両者を満足することができない。
Accordingly, the fuel injection timing for the purpose of reducing the generation of NOx and the fuel injection timing for the purpose of improving the ignitability are opposite to each other. Both cannot be satisfied by one fuel injection per cylinder cycle.

【0007】尚、特開平2−169834号公報には、
エンジン運転状態に応じた要求燃料噴射量を吸気行程と
圧縮行程とに分割噴射可能とし、1気筒1サイクル当た
り2回燃料噴射を行い、1回目の燃料噴射を吸気行程で
行うことによって筒内に均一のリーン混合気を形成し、
2回目の燃料噴射を圧縮行程で行って、点火プラグ近傍
に濃い混合気を形成することで、着火及び燃焼可能な成
層化された混合気を形成可能とし、着火性及び燃焼性を
向上する技術が開示されている。
[0007] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-169834 discloses that
The required fuel injection amount according to the engine operating state can be divided into an intake stroke and a compression stroke, and the fuel injection is performed twice per one cylinder cycle, and the first fuel injection is performed in the intake stroke. Forming a uniform lean mixture,
A technique for improving the ignitability and combustibility by enabling the formation of a stratified mixture that can be ignited and burned by forming a rich mixture near the spark plug by performing the second fuel injection in the compression stroke Is disclosed.

【0008】しかし、上記先行例においては、圧縮行程
での2回目の燃料噴射で点火プラグ近傍に濃い混合気を
形成するため、インジェクタからの燃料噴射方向を点火
プラグの放電電極に指向させる必要があり(同公報の第
3図参照)、上述のように、燃料液滴が点火プラグの放
電電極に付着してカーボンが該放電電極に堆積し、くす
ぶりが生じる不都合がある。また、吸気行程での1回目
の燃料噴射で筒内に可燃範囲のリーン混合気を拡散させ
る必要があり、空燃比リーン限界が低く、燃費を十分に
向上させることができない。
However, in the above-mentioned prior art, a rich fuel-air mixture is formed near the spark plug in the second fuel injection in the compression stroke, so that the fuel injection direction from the injector must be directed to the discharge electrode of the spark plug. Yes (see FIG. 3 of the publication), as described above, there is a disadvantage that fuel droplets adhere to the discharge electrode of the ignition plug and carbon deposits on the discharge electrode, resulting in smoldering. Further, it is necessary to diffuse the lean mixture in the combustible range into the cylinder in the first fuel injection in the intake stroke, and the air-fuel ratio lean limit is low, so that the fuel efficiency cannot be sufficiently improved.

【0009】本発明は、上記事情に鑑み、くすぶりを防
止することができ、着火性の向上と、空燃比リーン限界
の向上により排気エミッションの改善とを両立すること
が可能な筒内直噴エンジンの燃料噴射制御装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been made in consideration of the above circumstances, a direct injection engine in a cylinder capable of preventing smoldering and achieving both improved ignitability and improved exhaust emission by improving an air-fuel ratio lean limit. It is an object of the present invention to provide a fuel injection control device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、筒内に燃料を直接噴射し、
噴射燃料を点火プラグにより着火して燃焼させる筒内直
噴エンジンの燃料噴射制御装置において、図1(a)の
基本構成図に示すように、点火プラグにより着火可能な
混合気を最低限形成し得る着火用燃料噴射量を運転状態
に基づき設定する着火用燃料噴射量設定手段と、運転状
態に応じ所定の出力を得るための主燃料噴射量を設定す
る主燃料噴射量設定手段と、上記着火用燃料噴射量の燃
料を噴射してから噴射燃料がピストン頂面に衝突した後
に該噴射燃料による混合気が点火プラグに到達するまで
の時間或いはクランク角度を、点火時期を基準として逆
算し、この点火前の時間或いはクランク角度を着火用燃
料噴射時期として設定する着火用燃料噴射時期設定手段
と、上記着火用燃料噴射の後に上記主燃料噴射量による
燃料を噴射する主燃料噴射時期を運転状態に基づいて設
定する主燃料噴射時期設定手段とを備えたことを特徴と
する。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 directly injects fuel into a cylinder,
In a fuel injection control device for a direct injection engine in which an injected fuel is ignited by a spark plug and burns, as shown in the basic configuration diagram of FIG. Ignition fuel injection amount setting means for setting the ignition fuel injection amount to be obtained based on the operation state; main fuel injection amount setting means for setting the main fuel injection amount for obtaining a predetermined output according to the operation state; The time or crank angle from when the fuel is injected for the fuel injection amount to when the mixture of the injected fuel reaches the spark plug after the injected fuel collides with the piston top surface is calculated back with reference to the ignition timing. Ignition fuel injection timing setting means for setting a time before ignition or a crank angle as an ignition fuel injection timing; and a main fuel injection unit for injecting fuel according to the main fuel injection amount after the ignition fuel injection. Characterized by comprising a main fuel injection timing setting means for setting on the basis of fuel injection timing in the operation state.

【0011】請求項2記載の発明は、筒内に燃料を直接
噴射して噴射燃料を点火プラグにより着火して燃焼させ
ると共に、エンジン運転状態に応じて選択的に成層燃焼
と均一混合燃焼とを行うエンジンの燃料噴射制御装置に
おいて、図1(b)の基本構成図に示すように、エンジ
ン運転状態に基づき低回転低負荷時には成層燃焼を選択
し、高回転高負荷時には均一混合燃焼を選択する燃焼方
式選択手段と、成層燃焼の選択時、点火プラグにより着
火可能な混合気を最低限形成し得る着火用燃料噴射量を
設定する着火用燃料噴射量設定手段と、エンジン運転状
態に応じ成層燃焼に適応する主燃料噴射量を設定する主
燃料噴射量設定手段と、上記着火用燃料噴射量の燃料を
噴射してから噴射燃料がピストン頂面に衝突した後に該
噴射燃料による混合気が点火プラグに到達するまでの時
間或いはクランク角度を、点火時期を基準として逆算
し、この点火前の時間或いはクランク角度を着火用燃料
噴射時期として設定する着火用燃料噴射時期設定手段
と、成層燃焼に適応する上記主燃料噴射量による燃料を
噴射する主燃料噴射時期をエンジン運転状態に基づき設
定する主燃料噴射時期設定手段と、均一混合燃焼の選択
時、エンジン運転状態に基づいて均一混合燃焼に適応す
る燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段と、均一混
合燃焼に適応する上記燃料噴射量による燃料を噴射する
燃料噴射時期をエンジン運転状態に基づき設定する燃料
噴射時期設定手段とを備えたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, fuel is injected directly into a cylinder to ignite the injected fuel by a spark plug and burn, and selectively performs stratified combustion and uniform mixed combustion in accordance with the operating state of the engine. In the fuel injection control device for the engine to be performed, as shown in the basic configuration diagram of FIG. 1B, stratified charge combustion is selected at low rotation and low load, and uniform mixed combustion is selected at high rotation and high load, based on the engine operating state. Combustion mode selection means; ignition fuel injection quantity setting means for setting an ignition fuel injection quantity capable of at least forming an air-fuel mixture ignitable by a spark plug when stratified combustion is selected; stratified combustion according to an engine operating state A main fuel injection amount setting means for setting a main fuel injection amount adapted to the fuel injection amount, and a fuel injection amount for the ignition fuel injection amount, and after the injected fuel collides with the piston top surface, the mixed fuel is used. Ignition fuel injection timing setting means for calculating the time or crank angle until the gas reaches the ignition plug with reference to the ignition timing and setting the time or crank angle before ignition as the ignition fuel injection timing; Main fuel injection timing setting means for setting a main fuel injection timing for injecting fuel according to the main fuel injection amount adapted to combustion based on an engine operating state; and, when uniform mixed combustion is selected, uniform mixed combustion based on the engine operating state. Fuel injection amount setting means for setting a fuel injection amount adapted to the fuel injection amount, and fuel injection timing setting means for setting a fuel injection timing for injecting fuel based on the fuel injection amount adapted to the uniform mixed combustion based on an engine operating state. It is characterized by having.

【0012】すなわち、請求項1記載の発明では、点火
プラグにより着火可能な混合気を最低限形成し得る着火
用燃料噴射量を運転状態に基づいて設定すると共に、運
転状態に応じ所定の出力を得るための主燃料噴射量を設
定する。そして、上記着火用燃料噴射量の燃料を噴射し
てから噴射燃料がピストン頂面に衝突した後に該噴射燃
料による混合気が点火プラグに到達するまでの時間或い
はクランク角度を、点火時期を基準として逆算し、この
点火前の時間或いはクランク角度を着火用燃料噴射時期
として設定する。また、運転状態に基づいて、上記着火
用燃料噴射の後に上記主燃料噴射量による燃料を噴射す
る主燃料噴射時期を設定する。
That is, according to the first aspect of the present invention, an ignition fuel injection amount capable of forming an air-fuel mixture ignitable by a spark plug at a minimum is set based on the operating state, and a predetermined output is output according to the operating state. Set the main fuel injection amount to obtain. The time or crank angle from when the fuel is injected at the ignition fuel injection amount to when the mixture of the injected fuel reaches the spark plug after the injected fuel collides with the piston top surface, based on the ignition timing. The time before the ignition or the crank angle is set as the ignition fuel injection timing. Further, a main fuel injection timing for injecting fuel based on the main fuel injection amount after the ignition fuel injection is set based on the operating state.

【0013】請求項2記載の発明では、エンジン運転状
態に基づいて低回転低負荷時には成層燃焼を選択し、高
回転高負荷時には均一混合燃焼を選択する。そして、成
層燃焼の選択時には、点火プラグにより着火可能な混合
気を最低限形成し得る着火用燃料噴射量を設定すると共
に、エンジン運転状態に応じて成層燃焼に適応する主燃
料噴射量を設定する。そして、上記着火用燃料噴射量の
燃料を噴射してから噴射燃料がピストン頂面に衝突した
後に該噴射燃料による混合気が点火プラグに到達するま
での時間或いはクランク角度を、点火時期を基準として
逆算し、この点火前の時間或いはクランク角度を着火用
燃料噴射時期として設定する。また、エンジン運転状態
に基づいて、成層燃焼に適応する上記主燃料噴射量によ
る燃料を噴射する主燃料噴射時期を設定する。一方、均
一混合燃焼の選択時には、エンジン運転状態に基づいて
均一混合燃焼に適応する燃料噴射量を設定する。そし
て、均一混合燃焼に適応する上記燃料噴射量による燃料
を噴射する燃料噴射時期をエンジン運転状態に応じて設
定する。
According to the second aspect of the present invention, stratified charge combustion is selected at low rotation speed and low load, and uniform mixed combustion is selected at high rotation speed and high load based on the operating state of the engine. When stratified charge combustion is selected, an ignition fuel injection amount that can minimize the mixture ignitable by the spark plug is set, and a main fuel injection amount adapted to stratified charge combustion is set according to the engine operating state. . The time or crank angle from when the fuel is injected at the ignition fuel injection amount to when the mixture of the injected fuel reaches the spark plug after the injected fuel collides with the piston top surface, based on the ignition timing. The time before the ignition or the crank angle is set as the ignition fuel injection timing. Further, the main fuel injection timing for injecting the fuel with the main fuel injection amount adapted to the stratified combustion is set based on the engine operating state. On the other hand, when uniform mixed combustion is selected, a fuel injection amount adapted to uniform mixed combustion is set based on the engine operating state. Then, the fuel injection timing for injecting the fuel with the above fuel injection amount adapted to the uniform mixed combustion is set according to the engine operating state.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の一形態を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】先ず、図15に基づき筒内直噴エンジンの
概略構成について説明する。符号1は筒内直噴エンジン
の一例としての自動車等の車輌用の水平対向型4サイク
ル4気筒筒内直噴ガソリンエンジン(以下、単に「エン
ジン」と称する)である。このエンジン1のシリンダブ
ロック1aの左右両バンクには、シリンダヘッド2がそ
れぞれ設けられ、各シリンダヘッド2に吸気ポート2a
と排気ポート2bが形成されている。
First, the schematic configuration of the in-cylinder direct injection engine will be described with reference to FIG. Reference numeral 1 denotes a horizontally opposed 4-cycle 4-cylinder in-cylinder direct injection gasoline engine (hereinafter simply referred to as "engine") for a vehicle such as an automobile as an example of an in-cylinder direct injection engine. Cylinder heads 2 are provided on both left and right banks of a cylinder block 1a of the engine 1, respectively.
And an exhaust port 2b.

【0016】このエンジン1の吸気系は、各吸気ポート
2aにインテークマニホルド3が連通され、このインテ
ークマニホルド3に各気筒の吸気通路が集合するエアチ
ャンバ4を介してスロットルチャンバ5が連通され、更
に、このスロットルチャンバ5の上流側に吸気管6を介
してエアクリーナ7が取り付けられ、このエアクリーナ
7がエアインテークチャンバ8に連通されている。
In the intake system of the engine 1, an intake manifold 3 communicates with each intake port 2a, and a throttle chamber 5 communicates with the intake manifold 3 via an air chamber 4 in which intake passages of respective cylinders gather. An air cleaner 7 is attached to the upstream side of the throttle chamber 5 via an intake pipe 6, and the air cleaner 7 is connected to the air intake chamber 8.

【0017】また、上記スロットルチャンバ5には、ア
クセルペダルに連動するスロットル弁5aが設けられて
いる。上記吸気管6には、スロットル弁5aをバイパス
するバイパス通路9が接続され、このバイパス通路9
に、アイドル時にその弁開度によって該バイパス通路9
を流れるバイパス空気量を調整することでアイドル回転
数を制御するアイドル回転数制御弁(ISC弁)10が
介装されている。
The throttle chamber 5 is provided with a throttle valve 5a linked to an accelerator pedal. The intake pipe 6 is connected to a bypass passage 9 that bypasses the throttle valve 5a.
At the time of idling, the bypass passage 9 depends on the valve opening.
An idle speed control valve (ISC valve) 10 for controlling the idle speed by adjusting the amount of bypass air flowing through the engine is provided.

【0018】一方、このエンジン1の燃焼室構造は、図
16及び図17に示すように、各気筒毎に、ピストン1
1の頂面11aとシリンダブロック1aの内壁とシリン
ダヘッド2の底面に形成された内面凹部2cとで燃焼室
12が形成される。
On the other hand, as shown in FIGS. 16 and 17, the combustion chamber structure of the engine 1 has a piston 1 for each cylinder.
A combustion chamber 12 is formed by the top surface 11a of the cylinder head 1, the inner wall of the cylinder block 1a, and the inner recess 2c formed on the bottom surface of the cylinder head 2.

【0019】上記内面凹部2は、ペントルーフ形であ
り、その頂部2dがシリンダボアの中心から排気ポート
2b側にやや偏奇している。このペントルーフ形内面凹
部2cの上記頂部2dの略中央に各気筒毎にインジェク
タ13が配設され、該インジェクタ13の噴孔13aが
燃焼室12に水平に指向されている。尚、本形態におい
ては4バルブエンジンであり、上記シリンダヘッド2の
内面凹部2cの吸気側ペントルーフ面2eのインジェク
タ13を挟む両側に吸気ポート2aが各々開口され、ま
た、排気側ペントルーフ面2fの上記インジェクタ13
を挟む両側に各々排気ポート2bが開口されている。
尚、上記シリンダヘッド2の内面凹部2cの各ペントル
ーフ面2e,2fの裾部に、スキッシュエリア12aが
形成されている。
The inner recess 2 has a pent roof shape, and the top 2d is slightly deviated from the center of the cylinder bore toward the exhaust port 2b. An injector 13 is provided for each cylinder substantially at the center of the top 2d of the pent roof inner surface concave portion 2c, and an injection hole 13a of the injector 13 is directed horizontally to the combustion chamber 12. In this embodiment, the engine is a four-valve engine. Intake ports 2a are opened on both sides of the injector 13 of the intake side pent roof surface 2e of the inner recess 2c of the cylinder head 2, and the exhaust port pent roof surface 2f is opened. Injector 13
The exhaust ports 2b are respectively opened on both sides sandwiching.
A squish area 12a is formed at the bottom of each of the pent roof surfaces 2e and 2f of the inner recess 2c of the cylinder head 2.

【0020】また、上記吸気ポート2a及び排気ポート
2bは、吸気カム14、排気カム15に連動する吸気弁
16及び排気弁17により所定タイミングで開閉され
る。上記吸気ポート2aは、図16に示すようにストレ
ートポート形状に形成されており、上記吸気弁16の開
弁時、その吸気流によって、筒内吸入空気が該吸気ポー
ト2aから排気側ペントルーフ面2f側に流れ、燃焼室
12に流入する吸気に該燃焼室12に対して縦方向の渦
流いわゆるタンブル流が生じ、このタンブル流により層
状燃焼が可能となる。
The intake port 2a and the exhaust port 2b are opened and closed at a predetermined timing by an intake valve 16 and an exhaust valve 17 linked to the intake cam 14 and the exhaust cam 15. The intake port 2a is formed in a straight port shape as shown in FIG. 16, and when the intake valve 16 is opened, the intake air causes the in-cylinder intake air to flow from the intake port 2a to the exhaust side pent roof surface 2f. In the intake air flowing into the combustion chamber 12 and flowing into the combustion chamber 12, a so-called tumble flow is generated in the vertical direction with respect to the combustion chamber 12, and the tumble flow enables stratified combustion.

【0021】また、上記ピストン11の頂面11aに
は、曲面形状のピストンキャビティ11bが形成されて
いる。このピストンキャビティ11bは、上記タンブル
流が流れ込み易く、しかも、タンブル流を上記吸気ペン
トルーフ面2eの方向へ無理なくターンさせる曲率、及
び上記インジェクタ13の燃料噴射方向に対向する位置
に形成されている。
A piston cavity 11b having a curved shape is formed on the top surface 11a of the piston 11. The piston cavity 11b is formed at a position where the tumble flow is easy to flow in, the curvature for turning the tumble flow in the direction of the intake pent roof surface 2e without difficulty, and a position where the injector 13 faces the fuel injection direction.

【0022】さらに、各気筒毎に点火プラグ18が配設
され、この点火プラグ18の放電電極18aが、吸気側
ペントルーフ面2eの吸気ポート2a間に臨まされ、上
記ピストンキャビティ11bからのタンブル流及び燃料
噴霧の流出方向に指向する位置に臨まされている。すな
わち、インジェクタ13による燃料噴射方向を点火プラ
グ18の放電電極18aに直接指向することなく配置構
成されている。
Further, an ignition plug 18 is provided for each cylinder, and a discharge electrode 18a of the ignition plug 18 is exposed between the intake ports 2a on the intake side pent roof surface 2e, and a tumble flow from the piston cavity 11b and It is located at a position facing the outflow direction of the fuel spray. That is, the fuel injection direction by the injector 13 is not directly directed to the discharge electrode 18a of the ignition plug 18 and is arranged.

【0023】そして、この点火プラグ18に、各気筒毎
に配設された点火コイル19を介してイグナイタ20が
接続されている。
An igniter 20 is connected to the ignition plug 18 via an ignition coil 19 provided for each cylinder.

【0024】また、エンジン1の排気系としては、図1
5に示すように、上記シリンダヘッド2の各排気ポート
2bに連通するエキゾーストマニホルド21の集合部に
排気管22が連通され、この排気管22に触媒コンバー
タ23が介装されてマフラ24に連通されている。
The exhaust system of the engine 1 is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, an exhaust pipe 22 is communicated with a collection portion of the exhaust manifold 21 which communicates with each exhaust port 2b of the cylinder head 2, and a catalytic converter 23 is interposed in the exhaust pipe 22 and communicated with a muffler 24. ing.

【0025】次に、燃料系について説明する。図15の
符号25は燃料ラインで、この燃料ライン25の中途に
高圧用燃料ポンプ26が介装され、さらに、この高圧用
燃料ポンプ26の下流側に高圧用電磁式プレッシャレギ
ュレータ27が介装されている。
Next, the fuel system will be described. A fuel line 25 in FIG. 15 is provided with a high-pressure fuel pump 26 in the middle of the fuel line 25, and a high-pressure electromagnetic pressure regulator 27 downstream of the high-pressure fuel pump 26. ing.

【0026】そして、燃料ライン25の高圧用燃料ポン
プ26の上流側が、フィードポンプ28により燃料タン
ク29から燃料を送出する低圧ライン25aを構成し、
上記高圧用燃料ポンプ26の下流側と高圧用電磁式プレ
ッシャレギュレータ27との間が、低圧ライン25aか
らの燃料を昇圧して上記インジェクタ13に供給する高
圧ライン25bを構成し、さらに、高圧用電磁式プレッ
シャレギュレータ27から下流側が燃料タンク29へ余
剰燃料を戻すリターンライン25cを構成している。
An upstream side of the high-pressure fuel pump 26 of the fuel line 25 constitutes a low-pressure line 25a for sending fuel from a fuel tank 29 by a feed pump 28,
A high-pressure line 25b between the downstream side of the high-pressure fuel pump 26 and the high-pressure electromagnetic pressure regulator 27 constitutes a high-pressure line 25b that boosts the fuel from the low-pressure line 25a and supplies the fuel to the injector 13. The downstream side from the pressure regulator 27 constitutes a return line 25c for returning surplus fuel to the fuel tank 29.

【0027】上記高圧用電磁式プレッシャレギュレータ
27は常開式であり、後述する電子制御装置50(図2
2参照)によってデューティ制御され、本形態において
は、電子制御装置50から出力される制御信号のデュー
ティ比が大きいほど、弁開度が減少され、燃料圧力が上
昇される。すなわち、本実施の形態では、電子制御装置
50によって燃料圧力をフィードバック制御し、高圧用
電磁式プレッシャレギュレータ27により高圧ライン2
5bの燃料リリーフ量を調整することで、この高圧ライ
ン25bの燃料圧力を所定圧力に維持し、燃焼室12へ
噴射する燃料量をインジェクタ13の開弁時間により正
確に計量できるようにしている。
The high-pressure electromagnetic pressure regulator 27 is a normally open type and has an electronic control unit 50 (see FIG.
2), the valve opening is reduced and the fuel pressure is increased as the duty ratio of the control signal output from the electronic control unit 50 is increased. That is, in the present embodiment, the fuel pressure is feedback-controlled by the electronic control unit 50, and the high-pressure line 2 is controlled by the high-pressure electromagnetic pressure regulator 27.
By adjusting the fuel relief amount of the high pressure line 5b, the fuel pressure in the high pressure line 25b is maintained at a predetermined pressure, and the amount of fuel injected into the combustion chamber 12 can be accurately measured based on the valve opening time of the injector 13.

【0028】また、フィードポンプ28下流の上記低圧
ライン25aとリターンライン25cとが燃料バイパス
通路25dを介して連通され、この燃料バイパス通路2
5dに、低圧ラインの燃料圧力を調圧する低圧用ダイア
フラム式プレッシャレギュレータ30が介装されてい
る。
The low pressure line 25a downstream of the feed pump 28 and the return line 25c are communicated via a fuel bypass passage 25d.
At 5d, a low-pressure diaphragm-type pressure regulator 30 that regulates the fuel pressure in the low-pressure line is interposed.

【0029】そして、燃料タンク29内の燃料が、低圧
ライン25aに介装されたフィードポンプ28により送
出され、燃料フィルタ31を経て上記低圧用ダイアフラ
ム式プレッシャレギュレータ30により調圧された状態
で、高圧用燃料ポンプ26へ供給される。そして、低圧
ライン25aからの燃料が上記高圧用燃料ポンプ26に
よって加圧され、上記高圧用電磁式プレッシャレギュレ
ータ27により調圧された所定の高圧燃料が、高圧燃料
フィルタ32を介し、脈動圧を緩衝するアキュムレータ
33を併設するコモンレール34を経て各気筒のインジ
ェクタ13に供給される。
Then, the fuel in the fuel tank 29 is sent out by the feed pump 28 interposed in the low-pressure line 25a, passes through the fuel filter 31, and is regulated by the low-pressure diaphragm type pressure regulator 30. To the fuel pump 26 for use. The fuel from the low-pressure line 25a is pressurized by the high-pressure fuel pump 26, and a predetermined high-pressure fuel regulated by the high-pressure electromagnetic pressure regulator 27 is buffered by the high-pressure fuel filter 32 to reduce the pulsating pressure. The fuel is supplied to the injector 13 of each cylinder via a common rail 34 provided with an accumulator 33.

【0030】尚、本形態においては、上記高圧用燃料ポ
ンプ26はエンジン駆動式のプランジャポンプであり、
吸入口及び吐出口にそれぞれ逆止弁が設けられており
(図示せず)、エンジン停止時、上記高圧用電磁式プレ
ッシャレギュレータ27が常開式により全開されること
による共働作用で、低圧ライン25a,高圧ライン25
bにおける燃料圧力が燃料タンク29に逃がされ、エン
ジン停止時において高圧燃料が保持される事によるイン
ジェクタ13から燃焼室12への燃料漏れ等による弊害
が防止される。
In the present embodiment, the high-pressure fuel pump 26 is an engine driven plunger pump.
A check valve is provided at each of the suction port and the discharge port (not shown). When the engine is stopped, the high-pressure electromagnetic pressure regulator 27 is fully opened by a normally-open type, and a low-pressure line is formed. 25a, high pressure line 25
The fuel pressure at the point b is released to the fuel tank 29, thereby preventing a problem such as fuel leakage from the injector 13 to the combustion chamber 12 due to holding of the high-pressure fuel when the engine is stopped.

【0031】次に、エンジン運転状態を検出するための
センサ類について説明する。上記スロットルチャンバ5
に設けられたスロットル弁5aに、スロットル開度セン
サ35aとスロットル弁5aの全閉でONするアイドル
スイッチ35bとを内蔵したスロットルセンサ35が連
設されている。
Next, sensors for detecting the operating state of the engine will be described. The above throttle chamber 5
A throttle sensor 35 having a built-in throttle opening sensor 35a and an idle switch 35b that is turned on when the throttle valve 5a is fully closed is connected to the throttle valve 5a.

【0032】また、エンジン1のシリンダブロック1a
にノックセンサ36が取り付けられていると共に、シリ
ンダブロック1aの左右バンクを連通する冷却水通路3
7に冷却水温センサ38が臨まされ、更に、上記コモン
レール34に高圧ライン25bにおける燃料圧力を検出
するための燃料圧力センサ39が配設されている。
The cylinder block 1a of the engine 1
A knock sensor 36 is attached to the cooling water passage 3 communicating the left and right banks of the cylinder block 1a.
7, a cooling water temperature sensor 38 is provided, and a fuel pressure sensor 39 for detecting the fuel pressure in the high pressure line 25b is provided on the common rail 34.

【0033】また、エンジン1のクランクシャフト40
に軸着するクランクロータ41の外周に、クランク角セ
ンサ42が対設され、更に、クランクシャフト40に対
して1/2回転するカムシャフト43に連設するカムロ
ータ44に、気筒判別用のカム角センサ45が対設され
ている。
The crankshaft 40 of the engine 1
A crank angle sensor 42 is provided on the outer periphery of a crank rotor 41 which is axially mounted on the cam shaft 43. Further, a cam rotor 44 connected to a cam shaft 43 which makes a half turn with respect to the crank shaft 40 has a cam angle for cylinder discrimination. A sensor 45 is provided opposite.

【0034】上記クランクロータ41は、図20に示す
ように、その外周に突起41a,41b,41cが形成
され、これらの各突起41a,41b,41cが、各気
筒(#1,#2気筒と#3,#4気筒)の圧縮上死点前
(BTDC)θ1,θ2,θ3の位置に形成されている。
本形態においては、θ1=97°CA,θ2=65°C
A,θ3=10°CAである。
As shown in FIG. 20, the crank rotor 41 has projections 41a, 41b and 41c formed on the outer periphery thereof, and these projections 41a, 41b and 41c are connected to the cylinders (# 1 and # 2 cylinders). (# 3, # 4 cylinders) before compression top dead center (BTDC) θ1, θ2, θ3.
In this embodiment, θ1 = 97 ° CA, θ2 = 65 ° C
A, θ3 = 10 ° CA.

【0035】また、図21に示すように、上記カムロー
タ44の外周には、気筒判別用の突起44a,44b,
44cが形成され、突起44aが#3,#4気筒の圧縮
上死点後(ATDC)θ4の位置に形成され、突起44
bが3個の突起で構成されて最初の突起が#1気筒のA
TDCθ5の位置に形成されている。更に、突起44c
が2個の突起で形成され、最初の突起が#2気筒のAT
DCθ6の位置に形成されている。本形態においては、
θ4=20°CA,θ5=5°CA,θ6=20°CAで
ある。
As shown in FIG. 21, on the outer periphery of the cam rotor 44, protrusions 44a, 44b,
A projection 44a is formed at a position θ4 after the compression top dead center (ATDC) of the # 3 and # 4 cylinders.
b is composed of three protrusions, and the first protrusion is A of the # 1 cylinder.
It is formed at the position of TDCθ5. Further, the protrusion 44c
Is formed by two projections, and the first projection is the AT of the # 2 cylinder.
It is formed at the position of DCθ6. In this embodiment,
θ4 = 20 ° CA, θ5 = 5 ° CA, θ6 = 20 ° CA.

【0036】そして、図12及び図14のタイムチャー
トに示すように、エンジン運転に伴いクランクシャフト
40及びカムシャフト43の回転により上記クランクロ
ータ41及びカムロータ44が回転して、クランクロー
タ41の各突起が上記クランク角センサ42によって検
出され、クランク角センサ42からθ1,θ2,θ3(B
TDC97°,65°,10°)の各クランクパルスが
エンジン1/2回転(180°CA)毎に出力される。
一方、θ3クランクパルスとθ1クランクパルスとの間で
上記カムロータ44の各突起が上記カム角センサ45に
よって検出され、カム角センサ45から所定数のカムパ
ルスが出力される。
As shown in the time charts of FIGS. 12 and 14, the crank rotor 41 and the cam rotor 44 are rotated by the rotation of the crankshaft 40 and the camshaft 43 in association with the operation of the engine. Is detected by the crank angle sensor 42, and θ1, θ2, θ3 (B
Each crank pulse of TDC 97 °, 65 °, 10 °) is output for each half engine revolution (180 ° CA).
On the other hand, each protrusion of the cam rotor 44 is detected by the cam angle sensor 45 between the θ3 crank pulse and the θ1 crank pulse, and the cam angle sensor 45 outputs a predetermined number of cam pulses.

【0037】後述するように、電子制御装置50では、
上記クランク角センサ42から出力されるクランクパル
スの入力間隔時間Tθに基づいてエンジン回転数NEを
算出し、また、各気筒の燃焼行程順(例えば、#1気筒
→#3気筒→#2気筒→#4気筒)と、上記カム角セン
サ45からのカムパルスをカウンタによって計数した値
とのパターンに基づいて、燃料噴射対象気筒や点火対象
気筒の気筒判別を行う。
As described later, in the electronic control unit 50,
The engine speed NE is calculated based on the input interval time Tθ of the crank pulse output from the crank angle sensor 42, and the order of the combustion strokes of each cylinder (for example, # 1 cylinder → # 3 cylinder → # 2 cylinder → Based on the pattern of the # 4 cylinder) and a value obtained by counting the cam pulse from the cam angle sensor 45 by a counter, the cylinders of the fuel injection target cylinder and the ignition target cylinder are determined.

【0038】上記インジェクタ13、点火プラグ18、
ISC弁10等のアクチュエータ類に対する制御量の演
算、制御信号の出力、すなわち燃料噴射制御、点火時期
制御、アイドル回転数制御等のエンジン制御は、図22
に示す電子制御装置(ECU)50によって行われる。
The injector 13, the spark plug 18,
Calculation of control amounts for actuators such as the ISC valve 10 and output of control signals, that is, engine control such as fuel injection control, ignition timing control, idle speed control, etc.
The electronic control unit (ECU) 50 shown in FIG.

【0039】上記ECU50は、CPU51、ROM5
2、RAM53、バックアップRAM54、カウンタ・
タイマ群55、及びI/Oインターフェイス56がバス
ラインを介して互いに接続されるマイクロコンピュータ
を中心として構成され、各部に安定化電源を供給する定
電圧回路57、上記I/Oインターフェイス56に接続
される駆動回路58及びA/D変換器59等の周辺回路
が内蔵されている。
The ECU 50 comprises a CPU 51, a ROM 5
2, RAM53, backup RAM54, counter
A timer group 55 and an I / O interface 56 are mainly configured by a microcomputer connected to each other via a bus line, and are connected to the constant voltage circuit 57 for supplying a stabilized power to each unit, and to the I / O interface 56. And a peripheral circuit such as an A / D converter 59.

【0040】なお、上記カウンタ・タイマ群55は、フ
リーランカウンタ、カム角センサ信号(カムパルス)の
入力計数用カウンタ等の各種カウンタ、燃料噴射用タイ
マ、点火用タイマ、定期割り込みを発生させるための定
期割り込み用タイマ、クランク角センサ信号(クランク
パルス)の入力間隔計時用タイマ、及びシステム異常監
視用のウオッチドッグタイマ等の各種タイマを便宜上総
称するものであり、その他、各種のソフトウエアカウン
タ・タイマが用いられる。
The counter / timer group 55 includes various counters such as a free-run counter, a counter for counting the input of a cam angle sensor signal (cam pulse), a fuel injection timer, an ignition timer, and a timer for generating a periodic interrupt. Various timers such as a periodic interrupt timer, a timer for measuring the input interval of a crank angle sensor signal (crank pulse), and a watchdog timer for monitoring a system abnormality are collectively referred to for convenience. Is used.

【0041】上記定電圧回路57は、2回路のリレー接
点を有する電源リレー60の第1のリレー接点を介して
バッテリ61に接続され、バッテリ61に、上記電源リ
レー60のリレーコイルがイグニッションスイッチ62
を介して接続されている。また、上記定電圧回路57
は、直接、上記バッテリ61に接続されており、イグニ
ッションスイッチ62がONされて電源リレー60の接
点が閉となるとECU50内の各部へ電源を供給する一
方、上記イグニッションスイッチ62のON,OFFに
拘らず、常時、上記バックアップRAM54にバックア
ップ用の電源を供給する。更に、上記バッテリ61に
は、フィードポンプリレー63のリレー接点を介して上
記フィードポンプ28が接続されている。なお、上記電
源リレー60の第2のリレー接点には、上記バッテリ6
1から各アクチュエータに電源を供給するための電源線
が接続されている。
The constant voltage circuit 57 is connected to a battery 61 through a first relay contact of a power supply relay 60 having two circuit relay contacts, and a relay coil of the power supply relay 60 is connected to an ignition switch 62 by the battery 61.
Connected through. Further, the constant voltage circuit 57
Is connected directly to the battery 61. When the ignition switch 62 is turned on and the contact of the power supply relay 60 is closed, power is supplied to each part in the ECU 50, while the ignition switch 62 is turned on and off. Instead, the backup power is always supplied to the backup RAM 54. Further, the feed pump 28 is connected to the battery 61 via a relay contact of a feed pump relay 63. The second relay contact of the power supply relay 60 is connected to the battery 6.
1 is connected to a power supply line for supplying power to each actuator.

【0042】上記I/Oインターフェイス56の入力ポ
ートには、アイドルスイッチ35b、ノックセンサ3
6、クランク角センサ42、カム角センサ45、車速を
検出するための車速センサ46が接続されており、更
に、上記A/D変換器59を介して、スロットル開度セ
ンサ35a、冷却水温センサ38、及び燃料圧力センサ
39が接続されると共に、バッテリ電圧VBが入力され
てモニタされる。
The input port of the I / O interface 56 includes an idle switch 35b and a knock sensor 3
6, a crank angle sensor 42, a cam angle sensor 45, a vehicle speed sensor 46 for detecting a vehicle speed, and a throttle opening sensor 35a, a coolant temperature sensor 38 via the A / D converter 59. , And the fuel pressure sensor 39 are connected, and the battery voltage VB is inputted and monitored.

【0043】一方、上記I/Oインターフェイス56の
出力ポートには、ISC弁10、インジェクタ13、高
圧用電磁式プレッシャレギュレータ27、及び、フィー
ドポンプリレー63のリレーコイルが上記駆動回路58
を介して接続されると共に、イグナイタ20が接続され
ている。
On the other hand, the output ports of the I / O interface 56 are connected to the ISC valve 10, the injector 13, the high-pressure electromagnetic pressure regulator 27, and the relay coil of the feed pump relay 63 by the drive circuit 58.
And the igniter 20 is connected.

【0044】上記CPU51では、ROM52に記憶さ
れている制御プログラムに従って、I/Oインターフェ
イス56を介して入力されるセンサ・スイッチ類からの
検出信号、及びバッテリ電圧等を処理し、RAM53に
格納される各種データ、及びバックアップRAM54に
格納されている各種学習値データ,ROM52に記憶さ
れている固定データ等に基づき、燃料噴射量、点火時
期、ISC弁10に対する駆動信号のデューティ比等を
演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数
制御等のエンジン制御を行う。
In accordance with the control program stored in the ROM 52, the CPU 51 processes the detection signals from the sensors / switches input via the I / O interface 56, the battery voltage, and the like, and stores them in the RAM 53. Based on various data, various learning value data stored in the backup RAM 54, fixed data stored in the ROM 52, and the like, a fuel injection amount, an ignition timing, a duty ratio of a drive signal for the ISC valve 10, and the like are calculated. It performs engine control such as injection control, ignition timing control, and idle speed control.

【0045】このようなエンジン制御系において、EC
U50では、点火プラグ18により着火可能な混合気を
最低限形成し得る着火用燃料噴射量と、エンジン運転状
態に応じ所定の出力を得るための主燃料噴射量を設定す
る。そして、上記着火用燃料噴射量の燃料を噴射してか
ら噴射燃料がピストン頂面11aのピストンキャビティ
11bに衝突した後に該噴射燃料による混合気が点火プ
ラグ18に到達するまでの時間或いはクランク角度を、
点火時期を基準として逆算し、この点火前の時間或いは
クランク角度を着火用燃料噴射時期として設定する。ま
た、上記着火用燃料噴射の後に上記主燃料噴射量による
燃料を噴射する主燃料噴射時期を、運転状態に基づいて
設定する。
In such an engine control system, EC
In U50, an ignition fuel injection amount capable of forming a mixture that can be ignited by the ignition plug 18 at a minimum, and a main fuel injection amount for obtaining a predetermined output according to an engine operating state are set. The time or crank angle from when the fuel of the ignition fuel injection amount is injected to when the mixture of the injected fuel reaches the spark plug 18 after the injected fuel collides with the piston cavity 11b of the piston top surface 11a is determined. ,
Back calculation is performed based on the ignition timing, and the time or crank angle before the ignition is set as the ignition fuel injection timing. Further, a main fuel injection timing for injecting fuel based on the main fuel injection amount after the ignition fuel injection is set based on an operation state.

【0046】すなわち、1気筒1サイクル当たり2回燃
料噴射を行い、1回目の燃料噴射として、着火可能な混
合気を最低限形成し得る量の燃料を、点火時期を基準と
して、噴射燃料がピストン頂面11aに形成されたピス
トンキャビティ11bに衝突した後に点火プラグ18の
放電電極18aに到達するまでの点火前の時間或いはク
ランク角度においてインジェクタ13から噴射させる。
これにより、インジェクタ13による燃料噴射方向を点
火プラグ18の放電電極18aに直接指向することなく
配置構成し、インジェクタ13からの燃料噴霧をピスト
ン頂面11aのピストンキャビティ11bに衝突させ
て、筒内吸気流との相乗作用により、その跳ね返って来
た可燃範囲の空燃比混合気が点火プラグ18の放電電極
18aに到達したとき、該混合気に点火プラグ18によ
って着火することを可能とし、くすぶりを防止しつつ、
着火性を向上する。
That is, the fuel is injected twice per one cylinder cycle, and as the first fuel injection, the amount of fuel that can form the minimum ignitable fuel-air mixture is determined based on the ignition timing. After colliding with the piston cavity 11b formed on the top surface 11a, the fuel is injected from the injector 13 at a time or a crank angle before ignition until reaching the discharge electrode 18a of the ignition plug 18.
Accordingly, the fuel injection direction of the injector 13 is arranged without directing the discharge electrode 18a of the spark plug 18 directly, and the fuel spray from the injector 13 collides with the piston cavity 11b of the piston top surface 11a, thereby in-cylinder air intake. When the air-fuel mixture in the flammable range that has rebounded reaches the discharge electrode 18a of the ignition plug 18 due to the synergistic action with the flow, the mixture can be ignited by the ignition plug 18 to prevent smoldering. While doing
Improves ignitability.

【0047】その後、2回目の燃料噴射として、エンジ
ン運転状態に応じ所定の出力を得るための主燃料噴射量
の燃料を、運転状態に対応した時期に噴射させる。これ
により、主燃料噴射は、点火直前において行うことが可
能となり、燃焼温度を低下してNOxの発生を低減する
ことが可能となる。また、1回目の噴射燃料による混合
気着火により2回目の噴射燃料によって形成された混合
気に火炎が伝播するため、燃焼室12内全体としてリー
ンな混合気においても、燃焼が行われる部分において
は、可燃範囲の空燃比混合気を形成することが可能とな
って、リーン限界を大幅に向上することができ、燃費が
向上する。
Thereafter, as the second fuel injection, the fuel of the main fuel injection amount for obtaining a predetermined output according to the engine operating state is injected at a timing corresponding to the operating state. As a result, the main fuel injection can be performed immediately before ignition, and the combustion temperature can be reduced to reduce the generation of NOx. In addition, since the flame propagates to the air-fuel mixture formed by the second injected fuel due to the ignition of the air-fuel mixture by the first injected fuel, even in the lean air-fuel mixture as a whole in the combustion chamber 12, in the portion where combustion is performed, Therefore, it is possible to form an air-fuel mixture in the flammable range, so that the lean limit can be greatly improved, and the fuel efficiency can be improved.

【0048】その結果、くすぶりを防止することがで
き、着火性の向上と、空燃比リーン限界の向上により排
気エミッションの改善及び燃費の向上とを両立すること
が可能となる。
As a result, smoldering can be prevented, and it is possible to achieve both improvement in ignitability and improvement in exhaust emission and fuel efficiency by improving the air-fuel ratio lean limit.

【0049】より具体的には、成層燃焼時に1気筒1サ
イクル当たり2回燃料噴射を行い、均一混合燃焼時に
は、通常の1気筒1サイクル当たり1回燃料噴射を行
う。すなわち、エンジン運転状態に基づいて低回転低負
荷時には成層燃焼を選択し、高回転高負荷時には均一混
合燃焼を選択する。そして、成層燃焼の選択時には、点
火プラグ18により着火可能な混合気を最低限形成し得
る着火用燃料噴射量GFFSTを得るための着火用燃料噴
射パルス幅TiFSTと、エンジン運転状態に応じて成層
燃焼に適応し且つ所定の出力を得るための主燃料噴射量
GFMAINを得る主燃料噴射パルス幅TiMAINとを設定す
る。そして、上記着火用燃料噴射量の燃料を噴射してか
ら噴射燃料がピストン頂面11aに衝突した後に該噴射
燃料による混合気が点火プラグ18に到達するまでの時
間或いはクランク角度を、点火時期を基準として逆算
し、この点火前の時間或いはクランク角度を着火用燃料
噴射時期として設定する。また、成層燃焼に適応し、上
記着火用燃料噴射の後に上記主燃料噴射量による燃料を
噴射する主燃料噴射時期を、エンジン運転状態に基づい
て設定する。1気筒1サイクル当たり2回燃料噴射を行
い、1回目の燃料噴射として、点火プラグにより着火可
能な混合気を最低限形成し得る着火用燃料噴射量を設定
し、この着火用燃料噴射量の燃料を噴射してから噴射燃
料がピストン頂面に衝突した後に該噴射燃料による混合
気が点火プラグに到達するまでの時間或いはクランク角
度を、点火時期を基準として逆算し、この点火前の時間
或いはクランク角度を着火用燃料噴射時期として設定す
る一方、均一混合燃焼の選択時には、エンジン運転状態
に基づいて均一混合燃焼に適応する燃料噴射量GFを得
るための燃料噴射パルス幅Tiを設定する。そして、均
一混合燃焼に適応する上記燃料噴射量による燃料を噴射
する燃料噴射時期をエンジン運転状態に応じて設定す
る。
More specifically, fuel injection is performed twice per cylinder during stratified charge combustion, and once per normal cylinder per cycle during uniform mixed combustion. That is, stratified charge combustion is selected at low rotation and low load, and uniform mixed combustion is selected at high rotation and high load based on the engine operating state. When the stratified combustion is selected, the ignition fuel injection pulse width TiFST for obtaining the ignition fuel injection amount GFFST capable of forming the mixture ignitable by the spark plug 18 at a minimum, and the stratified combustion in accordance with the engine operating state. And a main fuel injection pulse width TiMAIN for obtaining a main fuel injection amount GFMAIN for obtaining a predetermined output. The time or crank angle between the time when the fuel of the ignition fuel injection amount is injected and the time when the mixture of the injected fuel reaches the spark plug 18 after the injected fuel collides with the piston top surface 11a is defined as the ignition timing. The time before the ignition or the crank angle is set as the ignition fuel injection timing. Further, a main fuel injection timing for injecting fuel according to the main fuel injection amount after the ignition fuel injection is set based on the engine operating state, adapted to stratified combustion. The fuel injection is performed twice per one cylinder cycle, and as the first fuel injection, an ignition fuel injection amount is set so as to minimize the mixture ignitable by the ignition plug, and the fuel injection amount of this ignition fuel injection amount is set. The time or crank angle from when the injected fuel collides with the top surface of the piston until the air-fuel mixture of the injected fuel reaches the spark plug is calculated back with reference to the ignition timing. While the angle is set as the ignition fuel injection timing, when uniform mixed combustion is selected, the fuel injection pulse width Ti for obtaining the fuel injection amount GF suitable for uniform mixed combustion is set based on the engine operating condition. Then, the fuel injection timing for injecting the fuel with the above fuel injection amount adapted to the uniform mixed combustion is set according to the engine operating state.

【0050】すなわち、ECU50によって本発明に係
る着火用燃料噴射量設定手段、主燃料噴射量設定手段、
着火用燃料噴射時期設定手段、主燃料噴射時期設定手段
の各機能が実現され、更には、燃焼方式選択手段、燃料
噴射量設定手段、燃料噴射時期設定手段の各機能をも実
現される。
That is, the ECU 50 sets the ignition fuel injection amount setting means, the main fuel injection amount setting means according to the present invention,
The functions of the ignition fuel injection timing setting unit and the main fuel injection timing setting unit are realized, and further, the functions of the combustion method selection unit, the fuel injection amount setting unit, and the fuel injection timing setting unit are also realized.

【0051】以下、上記ECU50によって実行される
本発明に係る制御処理について、図2〜図10に示すフ
ローチャートに従って説明する。
Hereinafter, the control process according to the present invention executed by the ECU 50 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.

【0052】先ず、イグニッションスイッチ62がON
され、ECU50に電源が投入されると、システムがイ
ニシャライズされ、バックアップRAM54に格納され
ている各種学習値等のデータを除く、各フラグ、各カウ
ンタ類が初期化される。そして、スタータスイッチ(図
示せず)がONされてエンジン1が起動すると、クラン
ク角センサ42からのクランクパルス入力毎に、図2に
示す気筒判別/エンジン回転数算出ルーチンが実行され
る。
First, the ignition switch 62 is turned on.
Then, when the power is supplied to the ECU 50, the system is initialized, and each flag and each counter are initialized except for data such as various learning values stored in the backup RAM 54. Then, when a starter switch (not shown) is turned on and the engine 1 is started, a cylinder discriminating / engine speed calculating routine shown in FIG. 2 is executed every time a crank pulse is input from the crank angle sensor 42.

【0053】この気筒判別/エンジン回転数算出ルーチ
ンでは、エンジン運転に伴いクランクロータ41が回転
してクランク角センサ42からのクランクパルスが入力
されると、先ず、ステップS1で、今回入力されたクラン
クパルスがθ1,θ2,θ3の何れのクランク角に対応す
る信号かをカム角センサ45からのカムパルスの入力パ
ターンに基づいて識別し、ステップS2で、クランクパル
スとカムパルスとの入力パターンから点火対象気筒、燃
料噴射対象気筒等の気筒判別を行う。
In this cylinder discriminating / engine speed calculating routine, when the crank rotor 41 rotates in response to engine operation and a crank pulse is input from the crank angle sensor 42, first, in step S1, the presently input crank is input. Whether the pulse corresponds to the crank angle of θ1, θ2, or θ3 is determined based on the input pattern of the cam pulse from the cam angle sensor 45. In step S2, the cylinder to be ignited is determined from the input pattern of the crank pulse and the cam pulse. Then, a cylinder such as a fuel injection target cylinder is determined.

【0054】すなわち、図12及び図14のタイムチャ
ートに示すように、例えば、前回クランクパルスが入力
してから今回クランクパルスが入力されるまでの間にカ
ムパルス入力があれば、今回のクランクパルスはθ1ク
ランクパルスであると識別でき、更に次回入力されるク
ランクパルスはθ2クランクパルスと識別できる。
That is, as shown in the time charts of FIGS. 12 and 14, for example, if there is a cam pulse input between the previous crank pulse input and the present crank pulse input, the present crank pulse is The crank pulse can be identified as a θ1 crank pulse, and the crank pulse input next time can be identified as a θ2 crank pulse.

【0055】また、前回と今回とのクランクパルス入力
間にカムパルス入力がなく、前々回と前回のクランクパ
ルス入力間にカムパルス入力が有ったときには、今回の
クランクパルスはθ2クランクパルスと識別でき、次回
入力されるクランクパルスはθ3クランクパルスと識別
できる。また、前回と今回との間、及び前々回と前回と
のクランクパルス入力間に、何れもカムパルス入力が無
いときには、今回入力されたクランクパルスはθ3クラ
ンクパルスと識別でき、次回入力されるクランクパルス
はθ1クランクパルスと識別できる。
When there is no cam pulse input between the previous and present crank pulse inputs and there is a cam pulse input between the last and previous crank pulse inputs, the present crank pulse can be identified as the θ2 crank pulse, and The input crank pulse can be identified as a θ3 crank pulse. Further, when there is no cam pulse input between the previous and current times and between the last and last crank pulse inputs, the currently input crank pulse can be identified as the θ3 crank pulse, and the next input crank pulse is It can be identified as a θ1 crank pulse.

【0056】さらに、前回と今回とのクランクパルス入
力間にカムパルスが3個入力(突起44bに対応するθ
5カムパルス)したときには、次の圧縮上死点は#3気
筒であり、点火対象気筒は#3気筒、次回の燃料噴射対
象気筒は、その1つ後の#2気筒と判別することができ
る。また、前回と今回のクランクパルス入力間にカムパ
ルスが2個入力(突起44cに対応するθ6カムパル
ス)したときには、次の圧縮上死点は#4気筒であり、
点火対象気筒は#4気筒、次回の燃料噴射対象気筒は#
1気筒と判別できる。
Further, three cam pulses are input between the previous and current crank pulse inputs (θ corresponding to the projection 44b).
When 5 cam pulses are applied, the next compression top dead center is the # 3 cylinder, the cylinder to be ignited can be determined to be the # 3 cylinder, and the next fuel injection target cylinder can be determined to be the next cylinder # 2. When two cam pulses are input between the previous and current crank pulse inputs (θ6 cam pulse corresponding to the projection 44c), the next top dead center of the compression is # 4 cylinder,
The ignition target cylinder is # 4 cylinder, the next fuel injection target cylinder is #
It can be determined as one cylinder.

【0057】また、前回と今回のクランクパルス入力間
にカムパルスが1個入力(突起44aに対応するθ4カ
ムパルス)し、前の圧縮上死点判別が#4気筒であった
ときには、次の圧縮上死点は#1気筒であり、点火対象
気筒は#1気筒、次回の燃料噴射対象気筒は#3気筒と
判別できる。同様に、前回と今回のクランクパルス入力
間にカムパルスが1個入力し、前の圧縮上死点判別が#
3気筒であったときには、次の圧縮上死点は#2気筒で
あり、点火対象気筒は#2気筒、次回の燃料噴射対象気
筒は#4気筒と判別できる。
If one cam pulse is input between the previous and current crank pulse inputs (.theta.4 cam pulse corresponding to the projection 44a) and the previous compression top dead center determination is for the # 4 cylinder, the next compression The dead center is cylinder # 1, the cylinder to be ignited can be determined to be cylinder # 1, and the cylinder to be fueled next time can be determined to be cylinder # 3. Similarly, one cam pulse is input between the previous and current crank pulse inputs, and the previous compression top dead center determination is #
When the number of cylinders is three, the next compression top dead center is cylinder # 2, the cylinder to be ignited is cylinder # 2, and the cylinder to be fueled next time is cylinder # 4.

【0058】その後、ステップS2からステップS3へ進
み、前記クランクパルス入力間隔計時用タイマによって
計時された前回のクランクパルス入力から今回のクラン
クパルス入力までの時間、すなわちクランクパルス入力
間隔時間(θ1クランクパルスとθ2クランクパルスの入
力間隔時間Tθ12、θ2クランクパルスとθ3クランクパ
ルスの入力間隔時間Tθ23、或いはθ3クランクパルス
とθ1クランクパルスの入力間隔時間Tθ31)を読み出
し、クランクパルス入力間隔時間Tθを検出する。
Thereafter, the process proceeds from step S2 to step S3, in which the time from the previous crank pulse input to the present crank pulse input measured by the crank pulse input time counting timer, that is, the crank pulse input interval time (θ1 crank pulse And the input interval time Tθ12 of the θ2 crank pulse, the input interval time Tθ23 of the θ2 crank pulse and the θ3 crank pulse, or the input interval time Tθ31 of the θ3 crank pulse and the θ1 crank pulse), and the crank pulse input interval time Tθ is detected.

【0059】次いで、ステップ4へ進み、今回識別した
クランクパルスに対応するクランクパルス間角度を読み
出し、このクランクパルス間角度と上記クランクパルス
入力間隔時間とに基づいて現在のエンジン回転数NEを
算出し、RAM53の所定アドレスにストアしてルーチ
ンを抜ける。なお、上記クランクパルス間角度は既知で
あり、予めROM52に固定データとして記憶されてい
るものであり、本形態においては、θ1クランクパルス
とθ2クランクパルス間の角度θ12は32°CAであ
り、θ2クランクパルスとθ3クランクパルス間の角度θ
23は55°CA、θ3クランクパルスとθ1クランクパル
ス間の角度θ31は93°CAである。
Then, the program proceeds to a step S4, wherein an inter-crank pulse angle corresponding to the presently identified crank pulse is read, and a current engine speed NE is calculated based on the crank pulse angle and the crank pulse input interval time. Is stored at a predetermined address in the RAM 53 and the processing exits from the routine. The angle between the crank pulses is known and is stored in advance in the ROM 52 as fixed data. In this embodiment, the angle θ12 between the θ1 crank pulse and the θ2 crank pulse is 32 ° CA, and Angle θ between crank pulse and θ3 crank pulse
23 is 55 ° CA, and the angle θ 31 between the θ3 crank pulse and the θ1 crank pulse is 93 ° CA.

【0060】そして、所定周期毎に実行される図3の点
火制御ルーチン、及び図4〜図5に示す燃料噴射制御ル
ーチンにおいて、上記エンジン回転数NEが読み出さ
れ、点火時期、燃料噴射パルス幅、燃料噴射時期を設定
する際に用いられる。
In the ignition control routine shown in FIG. 3 and the fuel injection control routine shown in FIGS. 4 and 5 which are executed at predetermined intervals, the engine speed NE is read, and the ignition timing and the fuel injection pulse width are read. Is used when setting the fuel injection timing.

【0061】先ず、燃料噴射制御ルーチンの説明に先立
ち、図3の点火制御ルーチンについて説明する。
First, prior to the description of the fuel injection control routine, the ignition control routine of FIG. 3 will be described.

【0062】この点火制御ルーチンは、所定周期(例え
ば、180°CA)毎に実行され、先ず、ステップS11
で、現在のエンジン回転数NEに基づいて領域判定値テ
ーブルを補間計算付きで参照して、成層燃焼と均一混合
燃焼との何れかを選択するかを判断するための領域判定
値αTGTを設定する。
This ignition control routine is executed at predetermined intervals (for example, at 180 ° CA).
Then, an area determination value αTGT for determining whether to select between stratified combustion and uniform mixed combustion is set by referring to the area determination value table with interpolation calculation based on the current engine speed NE. .

【0063】この領域判定値αTGTは、エンジン負荷に
応じて燃焼形態を切換える際の基準となる判定値であ
り、本形態ではエンジン負荷の一例としてスロットル開
度αを採用し、スロットル開度αを該領域判定値αTGT
と比較することで、成層燃焼を選択するか均一混合燃焼
を選択するかを決定する。尚、この燃焼方式の切換え
は、燃料噴射時期、及び点火時期を変更することで切換
える。
The region determination value αTGT is a reference value when switching the combustion mode according to the engine load. In this embodiment, the throttle opening α is adopted as an example of the engine load, and the throttle opening α The area determination value αTGT
By comparing with the above, it is determined whether to select stratified combustion or uniform mixed combustion. The switching of the combustion method is performed by changing the fuel injection timing and the ignition timing.

【0064】ここで、成層燃焼は、燃料噴射を点火直前
に終了し、燃料噴霧の後端部に点火プラグ18により着
火させる燃焼方式で、燃料周辺の空気しか利用しないの
で、充填空気量に対し、極めて少ない燃料量で安定した
燃焼を得ることができるため、低回転低負荷領域での運
転に適している。一方、均一混合燃焼は、燃料を比較的
早い時期に噴射し、筒内で噴射燃料と空気とが均一に混
合した後に点火する燃焼方式で、空気利用率が高いので
高回転高負荷領域での運転に適している。
Here, the stratified combustion is a combustion system in which the fuel injection is terminated immediately before ignition and the rear end of the fuel spray is ignited by the spark plug 18, and only the air around the fuel is used. Since it is possible to obtain stable combustion with a very small amount of fuel, it is suitable for operation in a low rotation and low load region. On the other hand, homogeneous mixed combustion is a combustion method in which fuel is injected at a relatively early time, and the injected fuel and air are mixed uniformly in a cylinder and then ignited. Suitable for driving.

【0065】従って、上記領域判定値テーブルは、成層
燃焼と均一混合燃焼とを切換える適正スロットル開度を
エンジン回転数領域毎に予めシミュレーション或いは実
験等により求め、この適正スロットル開度を領域判定値
αTGTとして、エンジン回転数NEをパラメータとするテ
ーブルとして設定し、ROM52の一連のアドレスにメ
モリされているものであり、図11に示すように、エン
ジン回転数NEが上昇するに従い、低い値の領域判定値
αTGTが格納されている。
Accordingly, the above-mentioned region determination value table determines in advance the appropriate throttle opening for switching between stratified combustion and uniform mixed combustion by simulation or experiment or the like for each engine speed region, and calculates the appropriate throttle opening in the region determination value αTGT. Is set as a table using the engine speed NE as a parameter, and is stored in a series of addresses in the ROM 52. As shown in FIG. The value αTGT is stored.

【0066】そして、ステップS12で、スロットル開度
センサ35aによる現在のスロットル開度αを、エンジ
ン回転数NEに基づきテーブル参照により設定した上記
領域判定値αTGTと比較し、α≦αTGTの低回転低負荷時
には(図11の斜線領域)、燃費向上および排気エミッ
ションの改善を図るため成層燃焼を選択し、α>αTGT
の高回転高負荷時には、エンジン出力の確保を図るため
均一混合燃焼を選択する。
Then, in step S12, the current throttle opening α by the throttle opening sensor 35a is compared with the above-mentioned region determination value αTGT set by referring to the table based on the engine speed NE, and a low rotation speed α ≦ αTGT is obtained. At the time of load (shaded area in FIG. 11), stratified combustion is selected to improve fuel efficiency and exhaust emission, and α> αTGT
At high engine speed and high load, uniform mixed combustion is selected to secure engine output.

【0067】そして、成層燃焼選択時には、ステップS1
3へ進み、成層燃焼が選択されたことを示す成層燃焼選
択フラグFSTRをセットし(FSTR←1)、続くステップ
S14で、上記エンジン回転数NEとスロットル開度αとに
基づいてROM52に格納されている成層燃焼時基本進
角値テーブルを補間計算付きで参照し、成層燃焼に適応
する基本点火時期としての基本進角値ADVBASEを設定
する。
When stratified charge combustion is selected, step S1
Proceed to 3 to set a stratified combustion selection flag FSTR indicating that stratified combustion has been selected (FSTR ← 1), and then proceed to the next step.
At S14, the basic ignition timing table for stratified combustion stored in the ROM 52 is referenced with interpolation calculation based on the engine speed NE and the throttle opening α, and the basic ignition timing as a basic ignition timing adapted to stratified combustion is determined. Set the advance value ADVBASE.

【0068】上記成層燃焼時基本進角値テーブルは、エ
ンジン負荷を表すスロットル開度αとエンジン回転数N
Eとによる領域毎に、成層燃焼に適合する最適点火時期
を予めシミュレーション或いは実験等により求め、この
成層燃焼に適合する最適点火時期をBTDC何°CAに
おいて点火するのかを定める基本進角値ADVBASEとし
て、スロットル開度α及びエンジン回転数NEをパラメ
ータとするテーブルとして設定し、ROM52の一連の
アドレスにストアされているものである。
The stratified combustion basic advance value table includes a throttle opening α indicating an engine load and an engine speed N.
The optimum ignition timing suitable for stratified combustion is obtained in advance by simulation or experiment, etc., for each region according to E, and the optimal ignition timing suitable for this stratified combustion is set as a basic advance value ADVBASE that determines at what CA the BTDC should be ignited. , The throttle opening α and the engine speed NE are set as a table using parameters as parameters and stored in a series of addresses in the ROM 52.

【0069】その後、ステップS15へ進み、ノックセン
サ36により検出されるノックの有無に応じて運転領域
毎に遅角或いは進角量が学習される点火時期学習補正値
ADVKRを、スロットル開度αとエンジン回転数とに基
づいてバックアップRAM54にストアされている点火
時期学習補正値テーブルを補間計算付きで参照して設定
する。
Thereafter, the process proceeds to step S15, in which the ignition timing learning correction value ADVKR for learning the retard or advance amount for each operation region in accordance with the presence or absence of knock detected by the knock sensor 36 is set to the throttle opening α. Based on the engine speed, the ignition timing learning correction value table stored in the backup RAM 54 is set with reference to interpolation calculation.

【0070】そして、ステップS16へ進み、上記基本進
角値ADVBASEに点火時期学習補正値ADVKRを加算し
て学習補正し、点火時期を定める制御進角ADVを設定
する(ADV←ADVBASE+ADVKR)。
Then, the process proceeds to step S16, in which the ignition timing learning correction value ADVKR is added to the basic advance value ADVBASE to perform learning correction, and a control advance angle ADV that determines the ignition timing is set (ADV ← ADVBASE + ADVKR).

【0071】次いでステップS17で、上記制御進角AD
Vに基づいて、θ1クランクパルス入力を基準とした点
火コイル19に対する通電遮断タイミング、すなわち点
火タイミングTADVを設定する。
Next, at step S17, the control advance AD
Based on V, an energization cutoff timing for the ignition coil 19 based on the θ1 crank pulse input, that is, an ignition timing TADV is set.

【0072】本実施の形態では、いわゆる時間制御方式
によって点火時期を制御しており、図12及び図14に
示すように、点火コイル19に対する通電開始タイミン
グ(ドエルセット)、及び通電遮断タイミング(点火タ
イミング;ドエルカット)を、θ1クランクパルス入力
後の時間により設定する。
In the present embodiment, the ignition timing is controlled by a so-called time control method. As shown in FIGS. 12 and 14, the energization start timing (dwell set) and the energization cutoff timing (ignition (Timing; dwell cut) is set by the time after the input of the θ1 crank pulse.

【0073】すなわち、上記制御進角ADVは角度デー
タ(BTDC°CA)のため、θ1クランクパルスが入
力してから点火するまでの時間に換算する必要があり、
最新のクランクパルス入力間隔時間をTθ、該最新のク
ランクパルス入力間隔時間Tθに対応するクランクパル
ス間の角度をθとすると、本実施の形態では、θ1クラ
ンクパルス入力を基準として点火タイミングTADVを、
1°CA回転当たりの時間(Tθ/θ)から次式により
設定する。
That is, since the control advance ADV is angle data (BTDC ° CA), it is necessary to convert the control advance ADV into the time from the input of the θ1 crank pulse to the ignition.
Assuming that the latest crank pulse input interval time is Tθ and the angle between the crank pulses corresponding to the latest crank pulse input interval time Tθ is θ, in the present embodiment, the ignition timing TADV is calculated based on the θ1 crank pulse input.
The time is set by the following equation from the time per 1 ° CA rotation (Tθ / θ).

【0074】TADV←(Tθ/θ)×(θ1−ADV) θ1;本形態においては、θ1=97°CA そして、ステップS18で、バッテリ電圧VBに基づきテー
ブルを補間計算付きで参照して点火コイル19に対する
通電時間(ドエル)DWLを設定する。この通電時間D
WLは、バッテリ電圧に依存するコイル一次電流の最適
通電時間を定めるもので、ステップS18中に、このテー
ブルの一例を示す。すなわち、バッテリ電圧VBの低下
時には、通電時間DWLを長くして点火エネルギーを確
保し、バッテリ電圧VBの上昇時には、通電時間DWL
を短くしてエネルギーロスや点火コイル19の発熱を防
止する。
TADV ← (Tθ / θ) × (θ1−ADV) θ1; In the present embodiment, θ1 = 97 ° CA Then, in step S18, the ignition coil is referred by referring to the table based on the battery voltage VB with interpolation calculation. The energization time (dwell) DWL for 19 is set. This energizing time D
WL determines the optimum energizing time of the coil primary current depending on the battery voltage, and an example of this table is shown in step S18. That is, when the battery voltage VB decreases, the energizing time DWL is lengthened to secure ignition energy, and when the battery voltage VB increases, the energizing time DWL
To prevent energy loss and heat generation of the ignition coil 19.

【0075】次いでステップS19へ進み、上記点火タイ
ミングTADVから通電時間DWLを減算してθ1クランク
パルス入力を基準とする通電開始タイミングTDWLを設
定し(TDWL←TADV−DWL)、ステップS20で、該当
気筒の点火時期タイマに成層燃焼に適応する上記点火タ
イミングTADVをセットし、続くステップS21で、上記通
電開始タイミングTDWLを該当気筒の通電開始タイミン
グタイマにセットして、ルーチンを抜ける。
Next, in step S19, the energization time DWL is subtracted from the ignition timing TADV to set the energization start timing TDWL based on the θ1 crank pulse input (TDWL ← TADV-DWL). The ignition timing TADV adapted to the stratified combustion is set in the ignition timing timer of, and in the following step S21, the energization start timing TDWL is set in the energization start timing timer of the corresponding cylinder, and the routine exits.

【0076】一方、上記ステップS12において、α>αT
GTの現在のエンジン運転状態が高回転高負荷で均一混合
燃焼選択時には、ステップS12からステップS22へ進み、
均一混合燃焼の選択により上記成層燃焼選択フラグFST
Rをクリアし(FSTR←0)、続くステップS23で、エン
ジン回転数NEとスロットル開度αとに基づいてROM
52に格納されている均一混合燃焼時基本進角値テーブ
ルを補間計算付きで参照し、均一混合燃焼に適応する基
本点火時期としての基本進角値ADVBASEを設定する。
On the other hand, in step S12, α> αT
When the current engine operating state of the GT is a high-speed high-load and uniform mixed combustion is selected, the process proceeds from step S12 to step S22,
The stratified combustion selection flag FST is selected by selecting the uniform mixed combustion.
R is cleared (FSTR ← 0), and in the following step S23, the ROM is determined based on the engine speed NE and the throttle opening α.
The basic advance value ADVBASE as the basic ignition timing suitable for uniform mixed combustion is set by referring to the basic advance value table for uniform mixed combustion stored in 52 with interpolation calculation.

【0077】上記均一混合燃焼時基本進角値テーブル
は、エンジン負荷を表すスロットル開度αとエンジン回
転数NEとによる領域毎に、均一混合燃焼に適合する最
適点火時期を予めシミュレーション或いは実験等により
求め、この均一混合燃焼に適合する最適点火時期を基本
進角値ADVBASEとして、スロットル開度α及びエンジ
ン回転数NEをパラメータとするテーブルとして設定
し、ROM52の一連のアドレスにストアされているも
のである。
The basic advance value table for uniform mixed combustion is obtained by simulating or experimenting in advance the optimum ignition timing suitable for uniform mixed combustion for each region based on the throttle opening α representing the engine load and the engine speed NE. The optimum ignition timing suitable for this homogeneous mixed combustion is set as a basic advance value ADVBASE as a table using the throttle opening α and the engine speed NE as parameters, and stored in a series of addresses in the ROM 52. is there.

【0078】そして、上記ステップS15へ進み、スロッ
トル開度αとエンジン回転数NEとに基づいて点火時期
学習値補正テーブルを補間計算付きで参照して点火時期
学習補正値ADVKRを設定し、上記ステップS16,S17
で、ステップS23において設定した均一混合燃焼に適応
する基本進角値ADVBASEに上記点火時期学習補正値A
DVKRを加算して制御進角ADVを設定し、この角度デ
ータによる制御進角ADVをθ1クランクパルス入力を
基準とした点火タイミングTADVに時間換算する。更
に、上記ステップS18,S19で、バッテリ電圧VBに基づ
いてテーブル参照により通電時間DWLを設定し、上記
点火タイミングTADVから通電時間DWLを減算して通
電開始タイミングTDWLを設定し、上記ステップS20,S2
1で、該当気筒の点火時期タイマに均一混合燃焼に適応
する上記点火タイミングTADVをセットすると共に、上
記通電開始タイミングTDWLを該当気筒の通電開始タイ
ミングタイマにセットして、ルーチンを抜ける。
Then, the process proceeds to step S15, where the ignition timing learning correction value ADVKR is set by referring to the ignition timing learning value correction table with interpolation calculation based on the throttle opening α and the engine speed NE. S16, S17
Then, the ignition timing learning correction value A is added to the basic advance value ADVBASE adapted to uniform mixed combustion set in step S23.
The control advance angle ADV is set by adding DVKR, and the control advance angle ADV based on the angle data is converted into the ignition timing TADV based on the θ1 crank pulse input. Further, in steps S18 and S19, the energizing time DWL is set by referring to the table based on the battery voltage VB, and the energizing start timing TDWL is set by subtracting the energizing time DWL from the ignition timing TADV, and the steps S20 and S2 are performed.
In step 1, the ignition timing TADV adapted to the uniform mixed combustion is set in the ignition timing timer of the corresponding cylinder, the energization start timing TDWL is set in the energization start timing timer of the cylinder, and the routine exits.

【0079】以上の結果、θ1クランクパルス入力に同
期して起動する後述の図6のθ1クランクパルス割り込
みルーチンにより上記各タイマがスタートされ、各燃焼
形態に適合する点火が行われる。
As a result, the above timers are started by a .theta.1 crank pulse interruption routine of FIG. 6 which is started in synchronization with the .theta.1 crank pulse input, and ignition suitable for each combustion mode is performed.

【0080】また、図4〜図5に示す燃料噴射制御ルー
チンにおいて、点火時期を定める上記点火タイミングT
ADVが参照され、該点火タイミングTADVに基づいて該当
気筒の燃料噴射時期を定める燃料噴射タイミングが設定
される。
In the fuel injection control routine shown in FIGS. 4 and 5, the ignition timing T for determining the ignition timing is set.
ADV is referred to, and a fuel injection timing that determines the fuel injection timing of the corresponding cylinder is set based on the ignition timing TADV.

【0081】次に、図4〜図5の燃料噴射制御ルーチン
について説明する。
Next, the fuel injection control routine shown in FIGS. 4 and 5 will be described.

【0082】この燃料噴射制御ルーチンは、所定周期
(例えば、180°CA)毎に実行され、先ずステップ
S31で、燃料圧力センサ39により検出されるインジェ
クタ13への燃料圧力PFUEL(高圧ライン中の燃料圧
力)に基づいてテーブルを補間計算付きで参照して燃料
圧力係数KSを設定する。
This fuel injection control routine is executed at predetermined intervals (for example, 180 ° CA).
In S31, the fuel pressure coefficient KS is set by referring to the table with interpolation calculation based on the fuel pressure PFUEL (fuel pressure in the high pressure line) to the injector 13 detected by the fuel pressure sensor 39.

【0083】上記燃料圧力係数KSは、燃料圧力PFUEL
によって変化するインジェクタ13の噴射特性を補正す
ると共に、後述する各燃料噴射量(単位;g)を時間換
算するためのものである。ステップS31中に上記テーブ
ルの一例を示す。インジェクタ13の開弁時間を同一と
した場合、燃料圧力PFUELが高いほど、燃料噴射量が増
加するため、インジェクタ13に同一の燃料噴射パルス
幅を与えても、燃料圧力の相違により燃料噴射量が変化
してしまう。このため、上記テーブルには、燃料圧力P
FUELが上昇するほど、低い値の燃料圧力係数KSが格納
されている。
The fuel pressure coefficient KS is equal to the fuel pressure PFUEL
In addition to correcting the injection characteristics of the injector 13 that change due to the above, the fuel injection amount (unit: g) described later is converted into time. An example of the table is shown during step S31. If the valve opening time of the injector 13 is the same, the fuel injection amount increases as the fuel pressure PFUEL increases. Therefore, even if the same fuel injection pulse width is given to the injector 13, the fuel injection amount is reduced due to the difference in fuel pressure. Will change. For this reason, the fuel pressure P
As the FUEL increases, a lower value of the fuel pressure coefficient KS is stored.

【0084】次いでステップS32で、上記燃料圧力PFUE
Lに基づいてテーブルを補間計算付きで参照して無効噴
射パルス幅TSを設定する。この無効噴射パルス幅TS
は、上記燃料圧力PFUELによって変化するインジェクタ
13の作動遅れを補償するためのものであり、ステップ
S32中にテーブルの一例を示す。
Next, at step S32, the fuel pressure PFUE
The invalid injection pulse width TS is set by referring to the table with interpolation calculation based on L. This invalid injection pulse width TS
Is for compensating for the operation delay of the injector 13 which varies with the fuel pressure PFUEL.
An example of the table is shown in S32.

【0085】燃料圧力PFUELが高いほど、この燃料圧力
に抗してインジェクタ13を開弁するため、上記テーブ
ルには、長い時間値の無効噴射パルス幅TSが格納され
ている。
As the fuel pressure PFUEL is higher, the injector 13 is opened against this fuel pressure. Therefore, the table stores the invalid injection pulse width Ts of a longer time value.

【0086】その後、ステップS33へ進み、上記成層燃
焼選択フラグFSTRを参照する。
Thereafter, the flow proceeds to step S33, where the stratified combustion selection flag FSTR is referred to.

【0087】そして、FSTR=1の成層燃焼選択時に
は、ステップS34へ進み、1気筒1サイクル当たり2回
燃料噴射を行うために、ステップS34〜S45の処理によ
り、点火プラグ18により着火可能な混合気を最低限形
成し得る着火用燃料噴射量GFFSTを得る着火用燃料噴
射パルス幅TiFSTと、エンジン運転状態に応じて成層
燃焼に適応し且つ所定の出力を得るための主燃料噴射量
GFMAINを得る主燃料噴射パルス幅TiMAINとを設定す
る。そして、上記着火用燃料噴射量の燃料を噴射してか
ら噴射燃料がピストン頂面11aに衝突した後に該噴射
燃料による混合気が点火プラグ18に到達するまでの時
間或いはクランク角度を、点火時期を定める上記点火タ
イミングTADVを基準として逆算し、この点火前の時間
或いはクランク角度を着火用燃料噴射時期、すなわち着
火用燃料噴射開始タイミングIJSTFSTとして設定す
る。また、成層燃焼に適応し、上記着火用燃料噴射の後
に上記主燃料噴射量による燃料を噴射する主燃料噴射時
期としての主燃料噴射開始タイミングIJSTMAINを、エ
ンジン回転数NEとスロットル開度αとに基づいて設定
する。
When the stratified charge combustion is selected with FSTR = 1, the routine proceeds to step S34, where the fuel mixture is ignited by the ignition plug 18 by the processing of steps S34 to S45 in order to perform the fuel injection twice per one cylinder cycle. The main fuel injection pulse width TiFST for obtaining the ignition fuel injection amount GFFST that can form the minimum fuel injection amount, and the main fuel injection amount GFMAIN for adapting to the stratified combustion and obtaining a predetermined output according to the engine operating state. The fuel injection pulse width TiMAIN is set. The time or crank angle between the time when the fuel of the ignition fuel injection amount is injected and the time when the mixture of the injected fuel reaches the spark plug 18 after the injected fuel collides with the piston top surface 11a is defined as the ignition timing. Back calculation is performed with reference to the determined ignition timing TADV, and the time or crank angle before the ignition is set as the ignition fuel injection timing, that is, the ignition fuel injection start timing IJSTFST. In addition, the main fuel injection start timing IJSTMAIN, which is a main fuel injection timing adapted to the stratified combustion and injecting the fuel by the main fuel injection amount after the ignition fuel injection, is set to the engine speed NE and the throttle opening α. Set based on:

【0088】ステップS34では、エンジン回転数NEとス
ロットル開度αとに基づいて補間計算付きで着火用燃料
噴射量テーブルを参照し、点火プラグ18により着火可
能な混合気を最低限形成し得る着火用燃料噴射量GFFS
Tを設定する。
In step S 34, the ignition fuel injection amount table is referred to with interpolation calculation based on the engine speed NE and the throttle opening α, and ignition is performed so that the air-fuel mixture ignitable by the spark plug 18 can be formed at a minimum. Fuel injection amount GFFS
Set T.

【0089】上記着火用燃料噴射量テーブルは、エンジ
ン負荷を表すスロットル開度αとエンジン回転数NEと
による領域毎に、予めシミュレーション或いは実験等に
より、インジェクタ13からの燃料噴霧がピストン頂面
11aのピストンキャビティ11bに衝突して、筒内吸
気流(タンブル流)との相乗作用により、その跳ね返っ
て来た混合気に点火プラグ18によって着火することが
可能な空燃比混合気を最低限形成することができる燃料
噴射量を求め、この燃料噴射量を着火用燃料噴射量GF
FSTとして、スロットル開度α及びエンジン回転数NEを
パラメータとするテーブルとして設定し、ROM52に
メモリされているものである。
The fuel injection amount table for ignition stores fuel spray from the injector 13 on the piston top surface 11a by simulation or experiment in advance for each region based on the throttle opening α representing the engine load and the engine speed NE. The air-fuel ratio air-fuel mixture which ignites by the spark plug 18 to the air-fuel mixture which has rebounded by the synergistic action with the in-cylinder intake air flow (tumble flow) colliding with the piston cavity 11b is formed at a minimum. Is determined, and this fuel injection amount is used as the ignition fuel injection amount GF
The FST is set as a table using the throttle opening α and the engine speed NE as parameters and stored in the ROM 52.

【0090】そして、ステップS35で、エンジン回転数
NEとスロットル開度αとに基づいて補間計算付きで主
燃料噴射量テーブルを参照して、成層燃焼に適合し且つ
所定の出力を得るための主燃料噴射量GFMAINを設定す
る。
In step S35, the main fuel injection amount table is referred to with interpolation calculation based on the engine speed NE and the throttle opening α to obtain a main output for adapting to stratified combustion and obtaining a predetermined output. Set the fuel injection amount GFMAIN.

【0091】上記主燃料噴射量テーブルは、エンジン負
荷を表すスロットル開度αとエンジン回転数NEとによ
る領域毎に、予めシミュレーション或いは実験等によ
り、上記着火用燃料噴射量をも考慮して、成層燃焼に適
応し且つ所定の出力を得るための最適燃料噴射量を求
め、この最適燃料噴射量を主燃料噴射量GFMAINとし
て、スロットル開度α及びエンジン回転数NEをパラメ
ータとするテーブルとして設定し、ROM52にメモリ
されている。
The main fuel injection amount table is stratified in consideration of the ignition fuel injection amount by simulation or experiment in advance for each region based on the throttle opening α representing the engine load and the engine speed NE. An optimum fuel injection amount for adapting to combustion and obtaining a predetermined output is obtained, and this optimum fuel injection amount is set as a main fuel injection amount GFMAIN, and is set as a table using a throttle opening α and an engine speed NE as parameters, It is stored in the ROM 52.

【0092】続くステップS36では、エンジン回転数NE
とスロットル開度αとに基づいて着火用燃料噴射終了タ
イミングテーブルを検索して補間計算により着火用燃料
噴射終了タイミングIJENDFST(単位;msec)を設定す
る。
In the following step S36, the engine speed NE
The ignition fuel injection end timing table is searched based on the throttle opening α and the ignition fuel injection end timing IJENDFST (unit: msec) is set by interpolation calculation.

【0093】上記着火用燃料噴射終了タイミングテーブ
ルは、エンジン負荷を表すスロットル開度αとエンジン
回転数NEとによる領域毎に、予めシミュレーション或
いは実験等により、燃料噴射後、インジェクタ13から
の燃料噴霧がピストン頂面11aのピストンキャビティ
11bに衝突して、筒内吸気流(タンブル流)との相乗
作用により、その跳ね返って来た混合気が点火プラグ1
8に到達するまでの時間を求め、この時間値を着火用燃
料噴射終了タイミングIJENDFSTとして、スロットル開
度α及びエンジン回転数NEをパラメータとするテーブ
ルとして設定し、ROM52にメモリされているもので
ある。
The ignition fuel injection end timing table shows that the fuel spray from the injector 13 after the fuel injection has been performed in advance by simulation or experiment for each region based on the throttle opening α representing the engine load and the engine speed NE. The air-fuel mixture colliding with the piston cavity 11b on the piston top surface 11a and synergizing with the in-cylinder intake air flow (tumble flow) causes the rebounded air-fuel mixture to generate a spark plug 1
8 is obtained, and this time value is set as the ignition fuel injection end timing IJENDFST as a table using the throttle opening α and the engine speed NE as parameters, and is stored in the ROM 52. .

【0094】すなわち、上記着火用燃料噴射終了タイミ
ングIJENDFSTは、点火タイミングTADV(点火時期)
を基準として、その何msec前に着火用燃料噴射を終了さ
せるかを定める。
That is, the ignition fuel injection end timing IJENDFST is the ignition timing TADV (ignition timing).
It is determined how many milliseconds before the ignition fuel injection is to end.

【0095】尚、本実施の形態では、着火用燃料噴射終
了タイミングIJENDFSTを時間値により設定している
が、点火時期を基準とした角度値(単位;°CA)によ
り設定し、点火何°CA前に着火用燃料噴射を終了させ
るかを定めるようにしてもよい。
In the present embodiment, the ignition fuel injection end timing IJENDFST is set by a time value. However, the ignition fuel injection end timing IJENDFST is set by an angle value (unit: ° CA) based on the ignition timing. It may be determined beforehand whether to end the fuel injection for ignition.

【0096】次いでステップS37で、エンジン回転数NE
とスロットル開度αとに基づいて主燃料噴射終了タイミ
ングテーブルを検索して補間計算により主燃料噴射終了
タイミングIJENDMAIN(単位;msec)を設定する。
Next, at step S37, the engine speed NE
The main fuel injection end timing table is searched based on the throttle opening α and the main fuel injection end timing IJENDMAIN (unit: msec) is set by interpolation calculation.

【0097】本実施の形態における成層燃焼は、上述の
ように、インジェクタ13からの着火用燃料噴射による
燃料噴霧をピストン頂面11aのピストンキャビティ1
1bに衝突させて、筒内吸気流との相乗作用により、そ
の跳ね返って来た可燃範囲の空燃比混合気が点火プラグ
18の放電電極18aに到達したとき、該混合気に点火
プラグ18の点火によって着火し、この1回目の噴射燃
料による混合気着火により、主燃料噴射による2回目の
噴射燃料によって形成された燃料噴霧の後端部に火炎を
伝播させるため、燃料噴射終了と点火との間の時間間隔
を管理する必要がある。
In the stratified combustion in the present embodiment, as described above, the fuel spray from the fuel injection for ignition from the injector 13 is applied to the piston cavity 1 on the piston top surface 11a.
1b, and when the air-fuel ratio mixture in the combustible range that has rebounded reaches the discharge electrode 18a of the ignition plug 18 due to the synergistic action with the in-cylinder intake flow, the ignition of the ignition plug 18 The fuel mixture is ignited by the first injection of fuel and the flame is propagated to the rear end of the fuel spray formed by the second injection of fuel by the main fuel injection. Need to manage time intervals.

【0098】従って、この成層燃焼に適応する点火前の
主燃料噴射の最適終了時期を、エンジン負荷を表すスロ
ットル開度αとエンジン回転数NEとによる領域毎に、
予めシミュレーション或いは実験等により求め、この主
燃料噴射の最適燃料噴射終了時期を主燃料噴射終了タイ
ミングIJENDMAINとして、スロットル開度α及びエン
ジン回転数NEをパラメータとする主燃料噴射終了タイ
ミングテーブルとして設定し、ROM52にメモリされ
ている。
Therefore, the optimal end timing of the main fuel injection before ignition adapted to the stratified combustion is determined for each region by the throttle opening α representing the engine load and the engine speed NE.
The optimum fuel injection end timing of the main fuel injection is determined in advance by simulation or experiment, and is set as a main fuel injection end timing IJENDMAIN as a main fuel injection end timing table using the throttle opening α and the engine speed NE as parameters. It is stored in the ROM 52.

【0099】そして、ステップS38へ進み、上記ステッ
プS34で設定した着火用燃料噴射量GFFSTに、上記燃料
圧力係数KSを乗算して時間換算し、その値に上記無効
噴射パルス幅TSを加算して、着火用燃料噴射量GFFST
を得るための着火用燃料噴射パルス幅TiFSTを算出す
る(TiFST←KS×GFFST+TS)。
Then, the process proceeds to a step S38, in which the ignition fuel injection amount GFFST set in the step S34 is multiplied by the fuel pressure coefficient KS to convert the time, and the value is added to the invalid injection pulse width TS. , Ignition fuel injection amount GFFST
Is calculated (TiFST ← KS × GFFST + TS).

【0100】続くステップS39では、上記ステップS35で
設定した主燃料噴射量GFMAINに、上記燃料圧力係数K
Sを乗算して時間換算すると共に、運転状態に応じて設
定される各種補正係数COEFを乗算して補正し、その
値に上記無効噴射パルス幅TSを加算して、成層燃焼に
適応し且つその時のエンジン運転状態に応じ所定の出力
を得るための燃料噴射量を得る主燃料噴射パルス幅Ti
MAINを算出する(TiMAIN←KS×GFMAIN×COEF
+TS)。
At the following step S39, the fuel pressure coefficient K is added to the main fuel injection amount GFMAIN set at step S35.
In addition to multiplying the time by S, the time is converted, and the correction is performed by multiplying by various correction coefficients COEF set in accordance with the operation state, and the value is added to the invalid injection pulse width TS to adapt to the stratified combustion. Main fuel injection pulse width Ti for obtaining a fuel injection amount for obtaining a predetermined output according to the engine operating state
Calculate MAIN (TiMAIN ← KS × GFMAIN × COEF
+ TS).

【0101】そして、ステップS40で、上記点火制御ル
ーチンにおいて算出されている該当気筒の点火タイミン
グTADVから上記ステップS36で設定した着火用燃料噴射
終了タイミングIJENDFST及び上記着火用燃料噴射パル
スTiFSTにより逆算して、該当気筒に対し1つ前のθ1
クランクパルス入力を基準とした着火用燃料噴射の開始
時期を定める着火用燃料噴射開始タイミングIJSTFST
(単位;msec)を算出する。
In step S40, the fuel injection end timing IJENDFST set in step S36 and the ignition fuel injection pulse TiFST are calculated backward from the ignition timing TADV of the corresponding cylinder calculated in the ignition control routine. , The previous θ1 for the cylinder
Ignition fuel injection start timing IJSTFST that determines ignition fuel injection start timing based on crank pulse input
(Unit: msec) is calculated.

【0102】本実施の形態では、時間制御方式によって
燃料噴射開始時期を制御しており、図12の成層燃焼時
における点火信号並びにインジェクタ駆動信号の関係の
タイムチャートに示すように、該当気筒に対する燃料噴
射開始タイミングを、該当気筒に対し1つ前のθ1クラ
ンクパルス入力後の時間によって設定する。
In the present embodiment, the fuel injection start timing is controlled by the time control method. As shown in the time chart of the relationship between the ignition signal and the injector drive signal during stratified combustion in FIG. The injection start timing is set based on the time after the input of the immediately preceding θ1 crank pulse for the corresponding cylinder.

【0103】すなわち、上記着火用燃料噴射終了タイミ
ングIJENDFSTは、着火用燃料噴射終了と点火との間の
時間間隔を表し、点火前の時間値である。従って、これ
を、θ1クランクパルスが入力してから着火用燃料を噴
射開始するまでの時間に換算する必要があり、また、図
12に示すように、該当気筒に対し、1つ前のθ1クラ
ンクパルス入力の時点で燃料噴射開始タイミングが得ら
れている必要がある。
That is, the ignition fuel injection end timing IJENDFST represents a time interval between the end of the ignition fuel injection and the ignition, and is a time value before the ignition. Therefore, it is necessary to convert this to the time from the input of the θ1 crank pulse to the start of the injection of the ignition fuel, and as shown in FIG. The fuel injection start timing must be obtained at the time of the pulse input.

【0104】このため、本実施の形態では、該当気筒に
対し、1つ前のθ1クランクパルス入力を基準として着
火用燃料噴射開始タイミングIJSTFSTを、該当気筒の
点火タイミングTADVから逆算して算出する。
For this reason, in the present embodiment, the ignition fuel injection start timing IJSTFST for the relevant cylinder is calculated backward from the ignition timing TADV of the relevant cylinder with reference to the immediately preceding θ1 crank pulse input.

【0105】最新のクランクパルス入力間隔時間をT
θ、該最新のクランクパルス入力間隔時間Tθに対応す
るクランクパルス間の角度をθとすると、燃料噴射開始
タイミングのカウントを開始するθ1クランクパルス入
力から点火タイミングTADVの設定基準とする該当気筒
のθ1クランクパルス入力までの時間Tθ11は、1°C
A回転当たりの時間(Tθ/θ)から、次式によって算
出することができる。
The latest crank pulse input interval time is T
θ, the angle between the crank pulses corresponding to the latest crank pulse input interval time Tθ is θ, θ1 at which the fuel injection start timing starts counting, and θ1 of the corresponding cylinder as the reference for setting the ignition timing TADV from the crank pulse input Time Tθ11 until crank pulse input is 1 ° C
From the time per A rotation (Tθ / θ), it can be calculated by the following equation.

【0106】Tθ11=(Tθ/θ)×θ11 θ11;θ1クランクパルス間の角度であり、本形態にお
いては、θ11=180°CA 従って、このθ1クランクパルス間の時間Tθ11と時間
値による上記点火タイミングTADVとを加算した値から
上記着火用燃料噴射終了タイミングIJENDFSTを減算
し、更に上記着火用燃料噴射パルス幅TiFSTを減算す
ることで、該当気筒に対する着火用燃料噴射開始タイミ
ングIJSTFSTを算出する。
Tθ11 = (Tθ / θ) × θ11 θ11; The angle between θ1 crank pulses. In the present embodiment, θ11 = 180 ° CA. By subtracting the ignition fuel injection end timing IJENDFST from the value obtained by adding TADV, and further subtracting the ignition fuel injection pulse width TiFST, the ignition fuel injection start timing IJSTFST for the corresponding cylinder is calculated.

【0107】IJSTFST←(Tθ/θ)×θ11+TADV−
(TiFST+IJENDFST) 尚、ここで、上記着火用燃料噴射終了タイミングIJEN
DFSTが点火タイミングを基準とした点火前のクランク角
度データにより与えられている場合には、次式により、
着火用燃料噴射開始タイミングIJSTFSTを算出する。
IJSTFST ← (Tθ / θ) × θ11 + TADV−
(TiFST + IJENDFST) Here, the ignition fuel injection end timing IJEN
If DFST is given by crank angle data before ignition based on ignition timing,
The ignition fuel injection start timing IJSTFST is calculated.

【0108】IJSTFST←(Tθ/θ)×θ11+TADV−
(TiFST+IJENDFST×(Tθ/θ)) 次いで、ステップS41では、上記θ1クランクパルス間の
時間Tθ11(=(Tθ/θ)×θ11)、及び、上記点火
タイミングTADVから上記ステップS37で設定した主燃料
噴射終了タイミングIJENDMAIN及び上記主燃料噴射パ
ルスTiMAINにより逆算して、該当気筒に対し1つ前の
θ1クランクパルス入力を基準とした主燃料噴射の開始
時期を定める主燃料噴射開始タイミングIJSTMAIN(単
位;msec)を次式により算出する。
IJSTFST ← (Tθ / θ) × θ11 + TADV−
(TiFST + IJENDFST × (Tθ / θ)) Next, in step S41, the main fuel injection set in step S37 from the time Tθ11 (= (Tθ / θ) × θ11) between the θ1 crank pulses and the ignition timing TADV. The main fuel injection start timing IJSTMAIN (unit: msec) which determines the start timing of the main fuel injection based on the input of the immediately preceding θ1 crank pulse for the corresponding cylinder by calculating backward with the end timing IJENDMAIN and the main fuel injection pulse TiMAIN. Is calculated by the following equation.

【0109】IJSTMAIN←(Tθ/θ)×θ11+TADV
−(TiMAIN+IJENDMAIN) 尚、制御性が劣るが、簡易的には、エンジン回転数NE
とエンジン負荷を表すスロットル開度αとに基づいて、
点火タイミングTADVを基準とする着火用燃料噴射開始
時期,主燃料噴射開始時期を与え、これら各燃料噴射開
始時期を用いて点火タイミングTADVから逆算して、そ
れぞれ着火用燃料噴射開始タイミングIJSTFST,主燃
料噴射開始タイミングIJSTMAINを設定するようにして
もよい。
IJSTMAIN ← (Tθ / θ) × θ11 + TADV
− (TiMAIN + IJENDMAIN) Although the controllability is poor, the engine speed NE
And the throttle opening α representing the engine load,
The ignition fuel injection start timing and the main fuel injection start timing are given with reference to the ignition timing TADV, and the ignition fuel injection start timing IJSTFST and the main fuel injection start timing are calculated back from the ignition timing TADV using these fuel injection start timings. The injection start timing IJSTMAIN may be set.

【0110】そして、ステップS42へ進み、上記ステッ
プS38で算出した着火用燃料噴射パルス幅TiFSTを該当
気筒の第1回目燃料噴射タイマにセットし、続くステッ
プS43で、上記ステップS39において算出した主燃料噴射
パルス幅TiMAINを該当気筒の第2回目燃料噴射タイマ
にセットする。
Then, the process proceeds to a step S42, wherein the ignition fuel injection pulse width TiFST calculated in the step S38 is set in the first fuel injection timer of the corresponding cylinder. In a succeeding step S43, the main fuel calculated in the step S39 is calculated. The injection pulse width TiMAIN is set in the second fuel injection timer of the cylinder.

【0111】更に、ステップS44で、上記ステップS40に
おいて算出した着火用燃料噴射開始タイミングIJSTFS
Tを該当気筒の第1回目噴射開始タイミングタイマにセ
ットし、続くステップS45で、上記ステップS41において
算出した主燃料噴射開始タイミングIJSTMAINを該当気
筒の第2回目噴射開始タイミングタイマにセットして、
ルーチンを抜ける。
In step S44, the ignition fuel injection start timing IJSTFS calculated in step S40 is calculated.
T is set in the first injection start timing timer of the relevant cylinder, and in the following step S45, the main fuel injection start timing IJSTMAIN calculated in the above step S41 is set in the second injection start timing timer of the relevant cylinder,
Exit the routine.

【0112】一方、上記ステップS33において、FSTR=
0で、均一混合燃焼が選択されているときには、図5の
ステップS46へ進み、通常通り、1気筒1サイクル当た
り1回燃料噴射を行うための処理を行う。すなわち、均
一混合燃焼の選択時には、エンジン運転状態に基づいて
均一混合燃焼に適応する燃料噴射量GFを得るための燃
料噴射パルス幅Tiを設定する。そして、均一混合燃焼
に適応し、上記燃料噴射量による燃料を噴射する燃料噴
射時期としての燃料噴射開始タイミングIJSTを、エン
ジン回転数NEとスロットル開度αとに基づいて設定す
る。
On the other hand, in step S33, FSTR =
If 0, that is, if the uniform mixed combustion is selected, the process proceeds to step S46 in FIG. 5, and a process for injecting fuel once per cylinder per cycle is performed as usual. That is, when uniform mixing combustion is selected, the fuel injection pulse width Ti for obtaining the fuel injection amount GF suitable for uniform mixing combustion is set based on the engine operating state. Then, a fuel injection start timing IJST, which is a fuel injection timing for injecting fuel based on the above fuel injection amount, is set based on the engine speed NE and the throttle opening α in order to adapt to the uniform mixed combustion.

【0113】ステップS46では、エンジン回転数NEとス
ロットル開度αとに基づいて補間計算付きで燃料噴射量
テーブルを参照して、均一混合燃焼に適合し且つ所定の
エンジン出力を得るための燃料噴射量GFを設定する。
In step S46, referring to the fuel injection amount table with interpolation calculation based on the engine speed NE and the throttle opening α, the fuel injection suitable for uniform mixed combustion and obtaining a predetermined engine output. Set the volume GF.

【0114】上記燃料噴射量テーブルは、エンジン負荷
を表すスロットル開度αとエンジン回転数NEとによる
領域毎に、予めシミュレーション或いは実験等により、
均一混合燃焼に適応し且つ所定のエンジン出力を得るた
めの最適燃料噴射量を求め、この最適燃料噴射量を燃料
噴射量GFとして、スロットル開度α及びエンジン回転
数NEをパラメータとするテーブルとして設定し、RO
M52にメモリされている。
The fuel injection amount table is prepared by simulation or experiment in advance for each area based on the throttle opening α representing the engine load and the engine speed NE.
An optimum fuel injection amount for obtaining a predetermined engine output adapted to uniform mixed combustion is determined, and this optimum fuel injection amount is set as a fuel injection amount GF, and set as a table using a throttle opening α and an engine speed NE as parameters. And RO
It is stored in M52.

【0115】続くステップS47では、エンジン回転数NE
とスロットル開度αとに基づいて燃料噴射開始角度テー
ブルを検索して補間計算により該当気筒の圧縮上死点を
基準とした燃料噴射開始角度IJsa(単位;°CA)を
設定する。
In the following step S47, the engine speed NE
A fuel injection start angle table is searched based on the throttle opening α and the fuel injection start angle IJsa (unit: ° CA) is set by interpolation calculation with reference to the compression top dead center of the corresponding cylinder.

【0116】すなわち、均一混合燃焼時には、燃料噴射
終了時期をなるべく早い時期に終了させて新気と十分に
混合させることが望ましいが、高回転高負荷時には、燃
料噴射量を多く必要とするため燃料噴射パルス幅が長く
なり、且つ、これと相反して1サイクルに要する時間が
短くなる。従って、燃料噴射開始時期を適切に管理しな
いと、排気行程から燃料噴射が開始して、燃料の吹き抜
けが生じる虞がある。
That is, in the case of uniform mixed combustion, it is desirable to end the fuel injection end timing as early as possible so that the fuel is sufficiently mixed with fresh air. The injection pulse width becomes longer and, contrary to this, the time required for one cycle becomes shorter. Therefore, if the fuel injection start timing is not properly managed, the fuel injection may be started from the exhaust stroke, and the fuel may flow through.

【0117】このため、排気行程が終了した後に、燃料
噴射を開始させる必要があり、この燃料噴射開始時期を
該当気筒の圧縮上死点を基準としたクランク角度で管理
する(図14参照)。
For this reason, after the end of the exhaust stroke, it is necessary to start the fuel injection, and this fuel injection start timing is managed by the crank angle based on the compression top dead center of the corresponding cylinder (see FIG. 14).

【0118】従って、この均一混合燃焼に適応する該当
気筒の圧縮上死点前の燃料噴射の最適開始角度を、エン
ジン負荷を表すスロットル開度αとエンジン回転数NE
とによる領域毎に、予めシミュレーション或いは実験等
により求め、この燃料噴射の最適燃料噴射開始角度を燃
料噴射開始角度IJsaとして、スロットル開度α及びエ
ンジン回転数NEをパラメータとする燃料噴射開始角度
テーブルとして設定し、ROM52にメモリされてい
る。
Accordingly, the optimum start angle of the fuel injection before the compression top dead center of the cylinder corresponding to the uniform mixed combustion is determined by the throttle opening α representing the engine load and the engine speed NE.
For each of the following regions, a fuel injection start angle table is obtained in advance by simulation or experiment, and the optimum fuel injection start angle of this fuel injection is set as the fuel injection start angle IJsa, and the throttle opening α and the engine speed NE are used as parameters. Are set and stored in the ROM 52.

【0119】そして、ステップS48へ進み、上記ステッ
プS46で設定した燃料噴射量GFに、上記燃料圧力係数
KSを乗算して時間換算すると共に、運転状態に応じて
設定される各種補正係数COEFを乗算して補正し、そ
の値に上記無効噴射パルス幅TSを加算して、均一混合
燃焼に適応し且つその時のエンジン運転状態に応じ所定
のエンジン出力を得るための燃料噴射量を得る燃料噴射
パルス幅Tiを算出する(Ti←KS×GF×COEF
+TS)。
Then, the process proceeds to a step S48, in which the fuel injection amount GF set in the step S46 is multiplied by the fuel pressure coefficient KS to convert the time, and is multiplied by various correction coefficients COEF set according to the operation state. The fuel injection pulse width is obtained by adding the invalid injection pulse width Ts to the value to obtain a fuel injection amount adapted to uniform mixed combustion and to obtain a predetermined engine output according to the engine operating state at that time. Calculate Ti (Ti ← KS × GF × COEF
+ TS).

【0120】そして、ステップS49で、上記ステップS47
において設定した燃料噴射開始角度IJsaに基づいて、
基準クランクパルス入力後からの燃料噴射開始時期を定
める時間値として、燃料噴射開始タイミングIJST(単
位;msec)を算出する。
Then, in step S49, the above-described step S47
Based on the fuel injection start angle IJsa set in
The fuel injection start timing IJST (unit: msec) is calculated as a time value that determines the fuel injection start timing after the input of the reference crank pulse.

【0121】本実施の形態においては、上述のように、
時間制御方式によって燃料噴射開始時期を制御してお
り、図14の均一混合燃焼時における点火信号並びにイ
ンジェクタ駆動信号の関係のタイムチャートに示すよう
に、該当気筒に対する燃料噴射開始タイミングIJST
を、該当気筒に対し1つ前のθ1クランクパルス入力後
の時間によって設定する。
In the present embodiment, as described above,
The fuel injection start timing is controlled by the time control method. As shown in the time chart of the relationship between the ignition signal and the injector drive signal at the time of uniform mixed combustion in FIG. 14, the fuel injection start timing IJST for the corresponding cylinder is performed.
Is set according to the time after the input of the immediately preceding θ1 crank pulse for the corresponding cylinder.

【0122】すなわち、上記燃料噴射開始角度IJsa
は、該当気筒の圧縮上死点を基準としたクランク角度デ
ータのため、これを時間換算し、且つ、この値を、燃料
噴射開始タイミングIJSTを設定する際の基準とする該
当気筒に対し1つ前のθ1クランクパルスから該当気筒
の圧縮上死点に至るまでの時間から減算することで、所
望とする燃料噴射開始タイミングIJSTを算出すること
が可能である。
That is, the fuel injection start angle IJsa
Is the crank angle data based on the compression top dead center of the corresponding cylinder, which is converted into time, and this value is set to one for the corresponding cylinder used as a reference when setting the fuel injection start timing IJST. A desired fuel injection start timing IJST can be calculated by subtracting from the time from the previous θ1 crank pulse to the compression top dead center of the corresponding cylinder.

【0123】最新のクランクパルス入力間隔時間をT
θ、該最新のクランクパルス入力間隔時間Tθに対応す
るクランクパルス間の角度をθとすると、燃料噴射開始
タイミングIJSTの設定基準とする該当気筒に対し1つ
前のθ1クランクパルス入力から該当気筒の圧縮上死点
に至るまでの時間TθSは、1°CA回転当たりの時間
(Tθ/θ)から、次式によって算出することができ
る。
The latest crank pulse input interval time is T
θ, the angle between the crank pulses corresponding to the latest crank pulse input interval time Tθ is θ, and the corresponding cylinder as the reference for setting the fuel injection start timing IJST from the immediately preceding θ1 crank pulse input is The time TθS until reaching the compression top dead center can be calculated from the time per 1 ° CA rotation (Tθ / θ) by the following equation.

【0124】TθS=(Tθ/θ)×θS θS;該当気筒に対し1つ前のθ1クランクパルスから該
当気筒の圧縮上死点までの角度であり、本形態において
は、θS=180+97=277°CA。
T.theta.S = (T.theta ./. Theta.). Times..theta.S .theta.S; The angle from the immediately preceding .theta.1 crank pulse to the compression top dead center of the relevant cylinder. In this embodiment, .theta.S = 180 + 97 = 277.degree. CA.

【0125】従って、この時間値TθS(=(Tθ/
θ)×θS)から、上記燃料噴射開始角度IJsaを時間
換算した値を減算することで、燃料噴射開始タイミング
IJSTを算出する。
Therefore, the time value TθS (= (Tθ /
The fuel injection start timing IJST is calculated by subtracting the time-converted value of the fuel injection start angle IJsa from θ) × θS).

【0126】IJST←(Tθ/θ)×(θS−IJsa) そして、ステップS50へ進み、上記ステップS48で算出し
た燃料噴射パルス幅Tiを該当気筒の第1回目燃料噴射
タイマにセットし、続くステップS51で、上記ステップS
49において算出した燃料噴射開始タイミングIJSTを該
当気筒の第1回目噴射開始タイミングタイマにセットし
て、ルーチンを抜ける。
IJST ← (Tθ / θ) × (θS-IJsa) Then, the process proceeds to step S50, in which the fuel injection pulse width Ti calculated in step S48 is set in the first fuel injection timer of the corresponding cylinder, and the following steps are performed. In S51, the above step S
The fuel injection start timing IJST calculated in 49 is set in the first injection start timing timer of the corresponding cylinder, and the routine exits.

【0127】尚、ここで、均一混合燃焼時には、1気筒
1サイクル当たり1回燃料噴射を行うため、上述の第2
回目燃料噴射タイマ、及び第2回目噴射開始タイミング
タイマは使用しない。
Here, in the case of the uniform mixed combustion, the fuel injection is performed once per one cylinder per cycle.
The second fuel injection timer and the second injection start timing timer are not used.

【0128】以上の結果、θ1クランクパルス入力に同
期して起動する図6のθ1クランクパルス割り込みルー
チンによって、上記点火制御ルーチン及び燃料噴射制御
ルーチンにおいてセットされた燃料噴射タイマを除く各
タイマがスタートされ、各燃焼形態に適合する点火及び
燃料噴射が行われる。
As a result, the timers except the fuel injection timer set in the ignition control routine and the fuel injection control routine are started by the θ1 crank pulse interruption routine of FIG. 6 which is started in synchronization with the input of the θ1 crank pulse. Then, ignition and fuel injection suitable for each combustion mode are performed.

【0129】次に、図6に示すθ1クランクパルス割り
込みルーチンについて説明する。
Next, the θ1 crank pulse interruption routine shown in FIG. 6 will be described.

【0130】このθ1クランクパルス割り込みルーチン
は、エンジン運転に伴いθ1クランクパルスが入力する
毎に実行され、ステップS61で、点火対象気筒の点火時
期タイマをスタートし、続くステップS62で、点火対象
気筒の通電開始タイミングタイマをスタートする。
This θ1 crank pulse interruption routine is executed every time a θ1 crank pulse is input in association with the operation of the engine. In step S61, an ignition timing timer for the cylinder to be ignited is started. Starts the energization start timing timer.

【0131】次いでステップS63で、上記成層燃焼選択
フラグFSTRを参照する。
Next, in step S63, the stratified combustion selection flag FSTR is referred to.

【0132】そして、FSTR=1の成層燃焼選択時に
は、ステップS64へ進み、燃料噴射対象気筒の第1回目
噴射開始タイミングタイマをスタートし、ステップS65
で、燃料噴射対象気筒の第2回目噴射開始タイミングタ
イマをスタートして、ルーチンを抜ける。
Then, when stratified charge combustion is selected with FSTR = 1, the routine proceeds to step S64, where the first injection start timing timer of the fuel injection target cylinder is started, and step S65 is started.
Then, the second injection start timing timer of the fuel injection target cylinder is started, and the routine exits.

【0133】すなわち、例えば、図12のタイムチャー
トに示すように、#1気筒のBTDCθ1パルス入力に
より、本ルーチンが起動されたとすると、点火対象気筒
は#1気筒であり、燃料噴射対象気筒は次の#3気筒と
なる。
That is, for example, as shown in the time chart of FIG. 12, if this routine is started by the BTDC θ1 pulse input of the # 1 cylinder, the ignition target cylinder is the # 1 cylinder, and the fuel injection target cylinder is # 3 cylinder.

【0134】ここでは、説明を分かり易くするため、図
12及び図13に示すように、同一気筒について説明す
ると、成層燃焼の選択時には、該当気筒の圧縮上死点前
における1つ前のθ1クランクパルス入力によって、該
当気筒の第1回目噴射開始タイミングタイマ,第2回目
噴射開始タイミングタイマがスタートされる。
Here, for the sake of simplicity, the same cylinder will be described as shown in FIGS. 12 and 13. When stratified charge combustion is selected, the immediately preceding θ1 crank before the compression top dead center of the cylinder is selected. By the pulse input, the first injection start timing timer and the second injection start timing timer of the corresponding cylinder are started.

【0135】成層燃焼選択時においては、第1回目噴射
開始タイミングタイマには、上記燃料噴射制御ルーチン
によって点火タイミングTADVから逆算して設定された
着火用燃料噴射開始タイミングIJSTFSTがセットされ
ており、この着火用燃料噴射開始タイミングIJSTFST
は、点火タイミングTADVを基準として、その点火前に
おいて着火用燃料の噴射後、インジェクタ13からの燃
料噴霧がピストン頂面11aのピストンキャビティ11
bに衝突して、筒内吸気流(タンブル流)との相乗作用
により、その跳ね返って来た混合気が点火プラグ18に
到達するまでの時間を与える。
When stratified charge combustion is selected, the ignition fuel injection start timing IJSTFST, which is set back from the ignition timing TADV by the fuel injection control routine, is set in the first injection start timing timer. Ignition fuel injection start timing IJSTFST
Is based on the ignition timing TADV, before the ignition fuel is injected before the ignition, and the fuel spray from the injector 13 is applied to the piston cavity 11 on the piston top surface 11a.
b, and the synergistic action with the in-cylinder intake air flow (tumble flow) gives time until the rebounded mixture reaches the spark plug 18.

【0136】また、第2回目噴射開始タイミングタイマ
には、燃料噴射制御ルーチンによって点火タイミングT
ADVから逆算して設定された主燃料噴射開始タイミング
IJSTMAINがセットされており、この主燃料噴射開始タ
イミングIJSTMAINは、成層燃焼に適応するものであ
り、上記着火用燃料噴射による混合気が点火プラグ18
の点火によって着火し、この1回目の着火用噴射燃料に
よる混合気着火により、主燃料噴射による2回目の噴射
燃料によって形成された燃料噴霧の後端部に火炎を伝播
させるに適正な時間を与える。
The second injection start timing timer has an ignition timing T according to a fuel injection control routine.
The main fuel injection start timing IJSTMAIN, which is set by calculating backward from ADV, is set. This main fuel injection start timing IJSTMAIN is adapted to stratified combustion.
And the mixture is ignited by the first ignition injection fuel, so that an appropriate time is provided for propagating the flame to the rear end of the fuel spray formed by the second injection fuel by the main fuel injection. .

【0137】そして、上記第1回目噴射開始タイミング
タイマの計時により着火用燃料噴射開始タイミングIJ
STFSTに達すると、図7に示すIJST1割り込みルーチ
ンが起動し、ステップS71で、該当気筒の第1回目燃料
噴射タイマをスタートして、該第1回目燃料噴射タイマ
にセットされている着火用燃料噴射パルス幅TiFSTに
よるインジェクタ駆動信号を該当気筒のインジェクタ1
3へ出力し(図12参照)、ルーチンを抜ける。
Then, the ignition fuel injection start timing IJ is determined by the timing of the first injection start timing timer.
When STFST is reached, the IJST1 interrupt routine shown in FIG. 7 is started, and in step S71, the first fuel injection timer of the corresponding cylinder is started, and the ignition fuel injection set in the first fuel injection timer is started. The injector drive signal based on the pulse width TiFST is applied to the injector 1 of the corresponding cylinder.
3 (see FIG. 12) and exits the routine.

【0138】その結果、図16に示すように、第1回目
の燃料噴射として、該当気筒のインジェクタ13から上
記着火用燃料噴射パルス幅TiFSTに対応する所定に計
量された点火プラグ18により着火可能な混合気を最低
限形成し得る上記着火用燃料噴射量GFFSTを得る燃料
が噴射される。
As a result, as shown in FIG. 16, the fuel can be ignited from the injector 13 of the corresponding cylinder by the predeterminedly measured ignition plug 18 corresponding to the ignition fuel injection pulse width TiFST, as shown in FIG. Fuel is injected to obtain the ignition fuel injection amount GFFST that can form the air-fuel mixture at a minimum.

【0139】その後、上記第2回目噴射開始タイミング
タイマの計時により主燃料噴射開始タイミングIJSTMA
INに達すると、図8に示すIJST2割り込みルーチンが
起動し、ステップS81で、該当気筒の第2回目燃料噴射
タイマをスタートして、該第2回目燃料噴射タイマにセ
ットされている主燃料噴射パルス幅TiMAINによるイン
ジェクタ駆動信号を該当気筒のインジェクタ13へ出力
して、ルーチンを抜ける。
After that, the main fuel injection start timing IJSTMA is measured by the timing of the second injection start timing timer.
Upon reaching IN, an IJST2 interrupt routine shown in FIG. 8 is started, and in step S81, the second fuel injection timer of the corresponding cylinder is started, and the main fuel injection pulse set in the second fuel injection timer is set. An injector drive signal with the width TiMAIN is output to the injector 13 of the corresponding cylinder, and the routine exits.

【0140】これにより、図18に示すように、第2回
目の燃料噴射として、該当気筒のインジェクタ13から
上記主燃料噴射パルス幅TiFSTに対応する所定に計量
された成層燃焼に適応し且つその時のエンジン運転状態
に応じ所定の出力を確保するための燃料噴射量を得る燃
料が噴射される。
As a result, as shown in FIG. 18, as the second fuel injection, the injector 13 of the corresponding cylinder adapts to the predetermined metered stratified charge combustion corresponding to the main fuel injection pulse width TiFST. Fuel is injected to obtain a fuel injection amount for ensuring a predetermined output according to the engine operating state.

【0141】そして、該当気筒のBTDCθ1クランク
パルス入力によって、該当気筒の点火時期タイマ,通電
開始タイミングタイマがスタートされる。
Then, the BTDC θ1 crank pulse input of the relevant cylinder starts the ignition timing timer and the energization start timing timer of the relevant cylinder.

【0142】上記通電開始タイミングタイマの計時によ
り通電開始タイミングTDWLに達すると、図9に示すTD
WL割り込みルーチンが起動し、ステップS91で、該当気
筒のドエルセットによりECU50からイグナイタ20
へ該当気筒に対する通電信号が出力され(図12参
照)、該当気筒の点火コイル19の通電(ドエル)が開
始される。
When the energization start timing timer reaches the energization start timing TDWL, the TD shown in FIG.
The WL interrupt routine is started, and in step S91, the igniter 20 is controlled from the ECU 50 by the dwell set of the corresponding cylinder.
An energization signal for the corresponding cylinder is output (see FIG. 12), and energization (dwell) of the ignition coil 19 of the corresponding cylinder is started.

【0143】その後、上記点火時期タイマの計時により
該点火時期タイマにセットされた成層燃焼に適応する点
火タイミングTADVに達すると、図10に示すTADV割り
込みルーチンが起動し、ステップS101で、該当気筒の点
火コイル19に対するドエルをカットして、ルーチンを
抜ける。
Thereafter, when the timing of the ignition timing timer reaches the ignition timing TADV suitable for stratified combustion set in the ignition timing timer, a TADV interrupt routine shown in FIG. 10 is started, and in step S101, the corresponding cylinder is started. Cut the dwell for the ignition coil 19 and exit the routine.

【0144】その結果、該当気筒の点火コイル19に高
圧の2次電圧が誘起され、該当気筒の点火プラグ18の
放電電極が18aがスパークする。
As a result, a high secondary voltage is induced in the ignition coil 19 of the relevant cylinder, and the discharge electrode 18a of the spark plug 18 of the relevant cylinder sparks.

【0145】上述のように、インジェクタ13からの第
1回目の燃料噴射として、着火用燃料噴射開始タイミン
グIJSTFSTが点火タイミングTADVを基準として逆算設
定されているため、図19に示すように、インジェクタ
13からの第1回目の着火用燃料噴射による燃料噴霧が
ピストン頂面11aのピストンキャビティ11bに衝突
して、筒内吸気流(タンブル流)との相乗作用により、
その跳ね返って来た混合気が確実に点火プラグ18の放
電電極に18aに到達した時点で、当該気筒の点火プラ
グ18が点火され、この混合気が着火燃焼される。
As described above, as the first fuel injection from the injector 13, the ignition fuel injection start timing IJSTFST is set back-calculated based on the ignition timing TADV, so that as shown in FIG. From the first ignition fuel injection collides with the piston cavity 11b on the piston top surface 11a, and synergizes with the in-cylinder intake flow (tumble flow).
When the rebounded mixture reaches the discharge electrode 18a of the ignition plug 18 without fail, the ignition plug 18 of the cylinder is ignited and the mixture is ignited and burned.

【0146】これにより、インジェクタ13による燃料
噴射方向を点火プラグ18の放電電極18aに直接指向
することなく配置構成し、インジェクタ13からの第1
回目の着火用燃料噴射による燃料噴霧をピストン頂面1
1aのピストンキャビティ11bに衝突させて、筒内吸
気流(タンブル流)との相乗作用により、その跳ね返っ
て来た可燃範囲の空燃比混合気が点火プラグ18の放電
電極18aに到達したとき、該混合気に点火プラグ18
によって着火することができ、点火プラグ18の放電電
極18aへの燃料液滴の付着が抑制されて、カーボンが
該放電電極18aに堆積することが防止され、くすぶり
を防止しつつ、点火時には、可燃範囲の空燃比混合気を
確実に点火プラグ18の放電電極18a位置に存在させ
ることができて、安定した着火を得ることができ、着火
性を向上することが可能となる。
Thus, the fuel injection direction by the injector 13 is arranged without directing to the discharge electrode 18a of the ignition plug 18, and the first injection from the injector 13 is performed.
The fuel spray from the second ignition fuel injection is applied to the piston top surface 1
When the air-fuel mixture in the flammable range that has rebounded reaches the discharge electrode 18a of the ignition plug 18 due to a synergistic effect with the in-cylinder intake flow (tumble flow) when the air-fuel mixture collides with the piston cavity 11b of FIG. Spark plug 18 for mixture
Ignited, the fuel droplets are prevented from adhering to the discharge electrode 18a of the ignition plug 18, carbon is prevented from being deposited on the discharge electrode 18a, and smoldering is prevented while flammable The air-fuel mixture in the range can be surely present at the position of the discharge electrode 18a of the ignition plug 18, so that stable ignition can be obtained and ignitability can be improved.

【0147】また、上記着火用燃料噴射量GFFSTは、
点火プラグ18により着火可能な混合気を最低限形成し
得る量であればよく、この着火用燃料噴射により燃費が
阻害されることはなく、むしろ、後述のように燃費が向
上する。
The ignition fuel injection amount GFFST is
It is sufficient that the fuel-fuel mixture ignitable by the spark plug 18 is formed in a minimum amount, and the fuel consumption is not hindered by the ignition fuel injection, but rather is improved as described later.

【0148】そして、この1回目燃料噴射の着火用燃料
による着火混合気が火種となって2回目燃料噴射の主噴
射燃料による燃料噴霧混合気に火炎が伝播して成層燃焼
が行われる。
Then, the ignition mixture of the fuel for ignition in the first fuel injection is used as an ignition source, and the flame is propagated to the fuel spray mixture of the main injection fuel for the second fuel injection to perform stratified combustion.

【0149】従って、2回目の燃料噴射として、エンジ
ン運転状態に応じ所定の出力を得るための主燃料噴射
は、点火直前において行うことが可能となり、燃料液滴
の存在により燃焼温度を低下してNOxの発生を低減す
ることが可能となる。また、1回目の噴射燃料による混
合気着火により2回目の噴射燃料によって形成された混
合気に火炎が伝播するため、燃焼室12内全体としてリ
ーンな混合気においても、燃焼が行われる部分において
は、可燃範囲の空燃比混合気を形成することが可能とな
り、その結果、リーン限界を大幅に向上することがで
き、燃費を向上することが可能となる。
Therefore, as the second fuel injection, the main fuel injection for obtaining a predetermined output according to the engine operating state can be performed immediately before ignition, and the combustion temperature is reduced due to the presence of the fuel droplets. It is possible to reduce the generation of NOx. In addition, since the flame propagates to the air-fuel mixture formed by the second injected fuel due to the ignition of the air-fuel mixture by the first injected fuel, even in the lean air-fuel mixture as a whole in the combustion chamber 12, in the portion where combustion is performed, Therefore, it is possible to form an air-fuel mixture in the flammable range, and as a result, it is possible to greatly improve the lean limit and improve fuel efficiency.

【0150】これにより、くすぶりを防止して、且つ、
着火性の向上と、空燃比リーン限界の向上により燃費の
向上、排気エミッションの改善とを両立することが可能
となる。
Thus, smoldering can be prevented, and
By improving the ignitability and improving the air-fuel ratio lean limit, it is possible to achieve both improvement in fuel efficiency and improvement in exhaust emission.

【0151】一方、図6のθ1クランクパルス割り込み
ルーチンのステップS63で、FSTR=0の均一混合燃焼選
択時には、ステップS66へ進み、燃料噴射対象気筒の第
1回目噴射開始タイミングタイマをスタートして、ルー
チンを抜ける。
On the other hand, in step S63 of the θ1 crank pulse interruption routine in FIG. 6, when the uniform mixed combustion of FSTR = 0 is selected, the process proceeds to step S66, where the first injection start timing timer for the fuel injection target cylinder is started. Exit the routine.

【0152】すなわち、均一混合燃焼の選択時には、図
14に示すように、該当気筒の圧縮上死点前における1
つ前のθ1クランクパルス入力によって、該当気筒の第
1回目噴射開始タイミングタイマがスタートされる。
That is, when uniform mixed combustion is selected, as shown in FIG.
The first injection start timing timer of the corresponding cylinder is started by the input of the preceding θ1 crank pulse.

【0153】均一混合燃焼選択時においては、1気筒1
サイクル当たり1回燃料噴射を行うため、第2回目噴射
開始タイミングタイマ,第2回目燃料噴射タイマを用い
ず、第1回目噴射開始タイミングタイマ,第1回目燃料
噴射タイマのみが用いられる。そして、このとき、該第
1回目噴射開始タイミングタイマには、上記燃料噴射制
御ルーチンによって、該当気筒の圧縮上死点から逆算し
て設定された燃料噴射開始タイミングIJSTがセットさ
れており、この燃料噴射開始タイミングIJSTは、該当
気筒の圧縮上死点を基準として設定され、燃料の吹き抜
けを防止すると共に、点火時において燃料噴霧と新気と
の均一混合状態を得るに適正な時間を与える。
When uniform mixing combustion is selected, one cylinder 1
Since fuel injection is performed once per cycle, only the first injection start timing timer and the first fuel injection timer are used without using the second injection start timing timer and the second fuel injection timer. At this time, in the first injection start timing timer, the fuel injection start timing IJST which is set back from the compression top dead center of the corresponding cylinder by the fuel injection control routine is set. The injection start timing IJST is set on the basis of the compression top dead center of the corresponding cylinder to prevent fuel blow-through and to give a proper time for obtaining a uniform mixing state of fuel spray and fresh air at the time of ignition.

【0154】また、このとき上記第1回目燃料噴射タイ
マには、均一混合燃焼に適応し且つその時のエンジン運
転状態に応じ所定のエンジン出力を得るための燃料噴射
量を得る燃料噴射パルス幅Tiがセットされている。
At this time, the first fuel injection timer includes a fuel injection pulse width Ti for obtaining a fuel injection amount for obtaining a predetermined engine output in accordance with the engine operating state at that time in accordance with the uniform mixed combustion. Is set.

【0155】そして、上記第1回目噴射開始タイミング
タイマの計時により燃料噴射開始タイミングIJSTに達
すると、上述の図7のIJST1割り込みルーチンが起動
し、ステップS71で、該当気筒の第1回目燃料噴射タイ
マをスタートして、ルーチンを抜ける。
When the fuel injection start timing IJST is reached by the timing of the first injection start timing timer, the above-described IJST1 interrupt routine of FIG. 7 is started, and in step S71, the first fuel injection timer of the corresponding cylinder is started. Start and exit the routine.

【0156】その結果、該第1回目燃料噴射タイマにセ
ットされている上記燃料噴射パルス幅Tiによるインジ
ェクタ駆動信号が該当気筒のインジェクタ13へ出力さ
れ(図14参照)、該当気筒のインジェクタ13から上
記燃料噴射パルス幅Tiに対応する所定に計量された均
一混合燃焼に適応し且つその時のエンジン運転状態に応
じて所定のエンジン出力を確保するための燃料噴射量を
得る燃料が噴射される。
As a result, an injector drive signal based on the fuel injection pulse width Ti set in the first fuel injection timer is output to the injector 13 of the corresponding cylinder (see FIG. 14). Fuel is injected that adapts to a predetermined metered homogeneous mixed combustion corresponding to the fuel injection pulse width Ti and obtains a fuel injection amount for securing a predetermined engine output according to the engine operating state at that time.

【0157】そして、該当気筒のBTDCθ1クランク
パルス入力によって、該当気筒の点火時期タイマ,通電
開始タイミングタイマがスタートされる。
When the BTDC θ1 crank pulse is input to the corresponding cylinder, the ignition timing timer and the energization start timing timer for the relevant cylinder are started.

【0158】上記通電開始タイミングタイマの計時によ
り通電開始タイミングTDWLに達すると、上述の図9の
TDWL割り込みルーチンが起動し、ステップS91で、該当
気筒のドエルセットによりECU50からイグナイタ2
0へ該当気筒に対する通電信号が出力され(図14参
照)、該当気筒の点火コイル19の通電(ドエル)が開
始される。
When the energization start timing timer reaches the energization start timing TDWL, the above-described TDWL interrupt routine of FIG. 9 is started.
An energization signal for the corresponding cylinder is output to 0 (see FIG. 14), and energization (dwell) of the ignition coil 19 of the relevant cylinder is started.

【0159】その後、上記点火時期タイマの計時により
該点火時期タイマにセットされた均一混合燃焼に適応す
る点火タイミングTADVに達すると、図10のTADV割り
込みルーチンが起動し、ステップS101で、該当気筒の点
火コイル19に対するドエルがカットされる。これによ
り、該当気筒の点火コイル19に高圧の2次電圧が誘起
され、該当気筒の点火プラグ18の放電電極が18aが
スパークする。
Thereafter, when the timing of the ignition timing timer reaches the ignition timing TADV adapted to the uniform mixed combustion set in the ignition timing timer, the TADV interruption routine of FIG. 10 is started, and in step S101, the corresponding cylinder is started. The dwell for the ignition coil 19 is cut. As a result, a high secondary voltage is induced in the ignition coil 19 of the relevant cylinder, and the discharge electrode 18a of the spark plug 18 of the relevant cylinder sparks.

【0160】ここで、均一混合燃焼選択時の燃料噴射タ
イミングIJSTは、該当気筒の圧縮上死点を基準として
逆算設定されており、点火時において燃料噴霧と新気と
の均一混合状態を得るに適正な時点で燃料噴射が開始さ
れる。
Here, the fuel injection timing IJST at the time of selecting the uniform mixing combustion is set to be calculated backward with reference to the compression top dead center of the corresponding cylinder, so that a uniform mixing state of fuel spray and fresh air can be obtained at the time of ignition. Fuel injection is started at an appropriate time.

【0161】従って、燃焼室12内で噴射燃料と新気と
が十分に混合された状態、すなわち、燃料噴霧が十分拡
散した均一混合状態の下で、点火が行われて着火し、こ
の均一混合状態の混合気が即座に燃焼する。これにより
高回転高負荷時には、均一混合燃焼によって高い平均有
効圧力が得られ、要求出力が確保される。
Accordingly, in the state where the injected fuel and fresh air are sufficiently mixed in the combustion chamber 12, that is, under the uniform mixing state in which the fuel spray is sufficiently diffused, ignition is performed to ignite, and this uniform mixing is performed. The mixture in the state burns immediately. Thereby, at the time of high rotation and high load, a high average effective pressure is obtained by uniform mixed combustion, and the required output is secured.

【0162】尚、本実施の形態においては、エンジン負
荷の一例としてスロットル開度αを用いるようにしてい
るが、本発明は、これに限定されず、エンジン負荷を表
すものであれば良く、スロットル開度αに代え、吸入空
気量、スロットル弁下流の吸気管圧力、或いは1吸気行
程当たりの吸入空気量等を採用するようにしてもよい。
In the present embodiment, the throttle opening α is used as an example of the engine load. However, the present invention is not limited to this. Instead of the opening degree α, an intake air amount, an intake pipe pressure downstream of the throttle valve, an intake air amount per intake stroke, or the like may be adopted.

【0163】また、本実施の形態では、時間制御方式に
より点火時期、及び各燃料噴射時期を制御するようにし
ているが、本発明は、これに限定されず、角度制御方式
により点火時期、及び各燃料噴射時期を制御するように
してもよいことは勿論である。
In this embodiment, the ignition timing and each fuel injection timing are controlled by the time control method. However, the present invention is not limited to this, and the ignition timing and the fuel injection timing and the fuel injection timing are controlled by the angle control method. Of course, each fuel injection timing may be controlled.

【0164】[0164]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、1気筒1サイクル当たり2回燃料噴射を行
い、1回目の燃料噴射として、点火プラグにより着火可
能な混合気を最低限形成し得る着火用燃料噴射量を運転
状態に基づいて設定し、この着火用燃料噴射量の燃料を
噴射してから噴射燃料がピストン頂面に衝突した後に該
噴射燃料による混合気が点火プラグに到達するまでの時
間或いはクランク角度を、点火時期を基準として逆算
し、この点火前の時間或いはクランク角度を着火用燃料
噴射時期として設定するので、インジェクタによる燃料
噴射方向を点火プラグに直接指向することなく配置構成
し、インジェクタからの第1回目の着火用燃料噴射によ
る燃料噴霧をピストン頂面に衝突させて、筒内吸気流と
の相乗作用により、その跳ね返って来た可燃範囲の空燃
比混合気が点火プラグに到達したとき、該混合気に点火
プラグによって着火することができる。従って、点火プ
ラグの放電電極への燃料液滴の付着が抑制されて、カー
ボンが該放電電極に堆積することが防止され、くすぶり
を防止しつつ、点火時には、可燃範囲の空燃比混合気を
確実に点火プラグの放電電極位置に存在させることがで
きて、着火性を向上することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the fuel injection is performed twice per one cycle of the cylinder, and as the first fuel injection, the air-fuel mixture ignitable by the ignition plug is minimized. The ignition fuel injection amount that can be formed is limited based on the operating state, and after the fuel of this ignition fuel injection amount is injected and the injected fuel collides with the piston top surface, the air-fuel mixture of the injected fuel is used as the ignition plug. Is calculated backward with reference to the ignition timing, and the time before the ignition or the crank angle is set as the ignition fuel injection timing, so that the fuel injection direction by the injector is directly directed to the ignition plug. The fuel spray from the first ignition fuel injection from the injector collides with the top surface of the piston, and synergizes with the in-cylinder intake air flow. When the air-fuel ratio mixture of coming combustible range rebounding of reaches the ignition plug, can be ignited by the spark plug to the mixture. Therefore, adhesion of fuel droplets to the discharge electrode of the ignition plug is suppressed, carbon is prevented from being deposited on the discharge electrode, and smoldering is prevented. At the position of the discharge electrode of the ignition plug, and the ignitability can be improved.

【0165】そして、2回目の燃料噴射として、運転状
態に応じ所定の出力を得るための主燃料噴射量を設定
し、運転状態に基づいて、上記着火用燃料噴射の後に上
記主燃料噴射量による燃料を噴射する主燃料噴射時期を
設定するので、所定出力を得るための主燃料噴射は、点
火直前において行うことが可能となり、燃料液滴の存在
により燃焼温度を低下してNOxの発生を低減すること
ができる。また、1回目の噴射燃料による混合気着火に
より2回目の噴射燃料によって形成された混合気に火炎
が伝播するため、燃焼室内全体としてリーンな混合気に
おいても、燃焼が行われる部分においては、可燃範囲の
空燃比混合気を形成することが可能となり、その結果、
リーン限界を向上することができて、燃費を向上するこ
とができる。
As the second fuel injection, a main fuel injection amount for obtaining a predetermined output according to the operating state is set, and the main fuel injection amount is determined after the ignition fuel injection based on the operating state. Since the main fuel injection timing for injecting fuel is set, main fuel injection for obtaining a predetermined output can be performed immediately before ignition, and the presence of fuel droplets lowers the combustion temperature and reduces NOx generation. can do. Further, since the flame propagates to the mixture formed by the second injected fuel due to the ignition of the mixture by the first injected fuel, even in the lean mixture as a whole in the combustion chamber, the flammable portion is not flammable. It is possible to form an air-fuel mixture in the range, and as a result,
The lean limit can be improved, and the fuel efficiency can be improved.

【0166】従って、くすぶりを防止し、且つ、着火性
の向上と、空燃比リーン限界の向上により燃費の向上、
排気エミッションの改善とを両立することができる。
Therefore, smoldering can be prevented, ignitability can be improved, and fuel efficiency can be improved by improving the air-fuel ratio lean limit.
It is possible to achieve both improvement in exhaust emission.

【0167】請求項2記載の発明によれば、エンジン運
転状態に基づいて低回転低負荷時には成層燃焼を選択
し、高回転高負荷時には均一混合燃焼を選択する。そし
て、成層燃焼の選択時には、1気筒1サイクル当たり2
回燃料噴射を行い、1回目の燃料噴射として、点火プラ
グにより着火可能な混合気を最低限形成し得る着火用燃
料噴射量を設定し、この着火用燃料噴射量の燃料を噴射
してから噴射燃料がピストン頂面に衝突した後に該噴射
燃料による混合気が点火プラグに到達するまでの時間或
いはクランク角度を、点火時期を基準として逆算し、こ
の点火前の時間或いはクランク角度を着火用燃料噴射時
期として設定するので、インジェクタによる燃料噴射方
向を点火プラグに直接指向することなく配置構成し、成
層燃焼の選択時には、インジェクタからの第1回目の着
火用燃料噴射による燃料噴霧をピストン頂面に衝突させ
て、筒内吸気流との相乗作用により、その跳ね返って来
た可燃範囲の空燃比混合気が点火プラグに到達したと
き、該混合気に確実に点火プラグによって着火すること
ができる。従って、点火プラグの放電電極への燃料液滴
の付着が抑制されて、点火プラグの放電電極にカーボン
が堆積することが防止され、くすぶりを防止しつつ、点
火時には、可燃範囲の空燃比混合気を確実に点火プラグ
の放電電極位置に存在させることができ、成層燃焼時に
おいても、安定した着火を得ることが可能となり、着火
性を向上することができる。
According to the second aspect of the present invention, stratified charge combustion is selected at low engine speed and low load, and uniform mixed combustion is selected at high engine speed and high load based on the operating state of the engine. When stratified charge combustion is selected, two cycles per one cylinder
The first fuel injection is performed, and as the first fuel injection, an ignition fuel injection amount is set so that an air-fuel mixture ignitable by the spark plug can be formed at a minimum, and the fuel having the ignition fuel injection amount is injected before injection. After the fuel collides with the piston top surface, the time or crank angle until the mixture of the injected fuel reaches the spark plug is calculated back with reference to the ignition timing, and the time or crank angle before the ignition is used as the fuel injection for ignition. Since it is set as the timing, the fuel injection direction by the injector is arranged without directing to the ignition plug, and when stratified combustion is selected, the fuel spray from the first ignition fuel injection from the injector collides with the piston top surface. By the synergistic action with the in-cylinder intake air flow, when the rebounded air-fuel ratio mixture in the combustible range reaches the spark plug, the air-fuel mixture is reliably generated. It can be ignited by the spark plug. Accordingly, adhesion of fuel droplets to the discharge electrode of the ignition plug is suppressed, carbon is prevented from being deposited on the discharge electrode of the ignition plug, and while smoldering is prevented, the air-fuel mixture in the flammable range is ignited during ignition. Can reliably be present at the position of the discharge electrode of the ignition plug, and even during stratified combustion, stable ignition can be obtained, and ignitability can be improved.

【0168】そして、2回目の燃料噴射として、エンジ
ン運転状態に応じて成層燃焼に適応する主燃料噴射量を
設定し、エンジン運転状態に基づいて、成層燃焼に適応
する上記主燃料噴射量による燃料を噴射する主燃料噴射
時期を設定するので、エンジン運転状態に応じ所定出力
を得るための主燃料噴射は、点火直前において行うこと
が可能となり、燃料液滴の存在により燃焼温度を低下し
てNOxの発生を低減することが可能となる。また、1
回目の着火用噴射燃料による着火混合気が火種となっ
て、2回目の燃料噴射の主噴射燃料による燃料噴霧混合
気に火炎が伝播して成層燃焼が行われるため、燃焼室内
全体としてリーンな混合気においても、燃焼が行われる
部分においては、可燃範囲の空燃比混合気を形成するこ
とが可能となり、その結果、成層燃焼時のリーン限界を
大幅に向上することができ、燃費をより一層向上するこ
とができる。
As the second fuel injection, a main fuel injection amount adapted to stratified combustion is set in accordance with the engine operating condition, and the fuel based on the main fuel injection amount adapted to stratified combustion is set based on the engine operating condition. Since the main fuel injection timing for injecting NOx is set, the main fuel injection for obtaining a predetermined output in accordance with the engine operating state can be performed immediately before ignition, and the presence of fuel droplets lowers the combustion temperature to reduce NOx. Can be reduced. Also, 1
The ignition mixture of the second fuel injection fuel becomes the ignition type, and the flame propagates to the fuel spray mixture of the main injection fuel of the second fuel injection to perform stratified combustion. As for air, it is possible to form an air-fuel mixture in the flammable range in the part where combustion is performed, and as a result, the lean limit during stratified combustion can be significantly improved, further improving fuel efficiency can do.

【0169】一方、均一混合燃焼の選択時には、1気筒
1サイクル当たり1回燃料噴射を行い、エンジン運転状
態に基づいて均一混合燃焼に適応する燃料噴射量を設定
し、均一混合燃焼に適応する上記燃料噴射量による燃料
を噴射する燃料噴射時期をエンジン運転状態に応じて設
定するので、燃焼室内において燃料噴霧が十分に拡散し
た均一混合状態の下で、点火が行われて着火し、この均
一混合状態の混合気が即座に燃焼する。その結果、高回
転高負荷時には、均一混合燃焼によって高い平均有効圧
力が得られ、要求出力を確保することができる。
On the other hand, when uniform mixed combustion is selected, fuel injection is performed once per one cylinder cycle, and a fuel injection amount suitable for uniform mixed combustion is set based on the engine operating condition, and the above-mentioned fuel injection amount adapted for uniform mixed combustion is set. Since the fuel injection timing for injecting the fuel based on the fuel injection amount is set according to the engine operating state, the ignition is performed to ignite under the uniform mixing state in which the fuel spray is sufficiently diffused in the combustion chamber, and this uniform mixing is performed. The mixture in the state burns immediately. As a result, at the time of high rotation and high load, a high average effective pressure is obtained by uniform mixed combustion, and the required output can be secured.

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

【図1】本発明の基本構成図FIG. 1 is a basic configuration diagram of the present invention.

【図2】気筒判別/エンジン回転数算出ルーチンのフロ
ーチャート
FIG. 2 is a flowchart of a cylinder discrimination / engine speed calculation routine.

【図3】点火制御ルーチンのフローチャートFIG. 3 is a flowchart of an ignition control routine.

【図4】燃料噴射制御ルーチンのフローチャートFIG. 4 is a flowchart of a fuel injection control routine.

【図5】燃料噴射制御ルーチンのフローチャート(続
き)
FIG. 5 is a flowchart of a fuel injection control routine (continued).

【図6】θ1クランクパルス割り込みルーチンのフロー
チャート
FIG. 6 is a flowchart of a θ1 crank pulse interrupt routine.

【図7】IJST1割り込みルーチンのフローチャートFIG. 7 is a flowchart of an IJST1 interrupt routine.

【図8】IJST2割り込みルーチンのフローチャートFIG. 8 is a flowchart of an IJST2 interrupt routine.

【図9】TDWL割り込みルーチンのフローチャートFIG. 9 is a flowchart of a TDWL interrupt routine.

【図10】TADV割り込みルーチンのフローチャートFIG. 10 is a flowchart of a TADV interrupt routine.

【図11】領域判定値テーブルの説明図FIG. 11 is an explanatory diagram of an area determination value table.

【図12】クランクパルス、カムパルス、及び、成層燃
焼時における点火信号並びにインジェクタ駆動信号の関
係を示すタイムチャート
FIG. 12 is a time chart showing a relationship among a crank pulse, a cam pulse, an ignition signal during stratified combustion, and an injector drive signal.

【図13】成層燃焼時の同一気筒における着火用燃料噴
射、主燃料噴射と点火との関係を示すタイムチャート
FIG. 13 is a time chart showing the relationship between ignition fuel injection, main fuel injection, and ignition in the same cylinder during stratified charge combustion;

【図14】クランクパルス、カムパルス、及び、均一混
合燃焼時における点火信号並びにインジェクタ駆動信号
の関係を示すタイムチャート
FIG. 14 is a time chart showing a relationship between a crank pulse, a cam pulse, an ignition signal and an injector drive signal during uniform mixed combustion.

【図15】筒内直噴エンジンの全体概略図FIG. 15 is an overall schematic view of an in-cylinder direct injection engine.

【図16】筒内直噴エンジンの燃焼室構造を示し、着火
用燃料噴射時の様子を示す説明図
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a combustion chamber structure of the in-cylinder direct injection engine and showing a state at the time of fuel injection for ignition.

【図17】シリンダヘッドを燃焼室側から見た底面図FIG. 17 is a bottom view of the cylinder head viewed from the combustion chamber side.

【図18】図16に対応し、主燃料噴射時の様子を示す
説明図
FIG. 18 is an explanatory diagram corresponding to FIG. 16 and showing a state at the time of main fuel injection.

【図19】同上、点火時の様子を示す説明図FIG. 19 is an explanatory view showing a state at the time of ignition;

【図20】クランクロータとクランク角センサの正面図FIG. 20 is a front view of a crank rotor and a crank angle sensor.

【図21】カムロータとカム角センサの正面図FIG. 21 is a front view of a cam rotor and a cam angle sensor.

【図22】電子制御系の回路構成図FIG. 22 is a circuit configuration diagram of an electronic control system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 筒内直噴エンジン 11a ピストン頂面 13 インジェクタ 18 点火プラグ 42 クランク角センサ 50 電子制御装置(着火用燃料噴射量設定手段、主燃
料噴射量設定手段、着火用燃料噴射時期設定手段、主燃
料噴射時期設定手段、燃焼方式選択手段、燃料噴射量設
定手段、燃料噴射時期設定手段) NE エンジン回転数 α スロットル開度 GFFST 着火用燃料噴射量 GFMAIN 主燃料噴射量 TADV 点火タイミング(点火時期) IJSTFST 着火用燃料噴射開始タイミング(着火用燃
料噴射時期) IJSTMAIN 主燃料噴射開始タイミング(主燃料噴射時
期) GF 燃料噴射量 IJST 燃料噴射開始タイミング(燃料噴射時期)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 In-cylinder direct injection engine 11a Piston top surface 13 Injector 18 Spark plug 42 Crank angle sensor 50 Electronic control unit (ignition fuel injection amount setting means, main fuel injection amount setting means, ignition fuel injection timing setting means, main fuel injection Timing setting means, combustion method selection means, fuel injection amount setting means, fuel injection timing setting means) NE engine speed α throttle opening GFFST ignition fuel injection amount GFMAIN main fuel injection amount TADV ignition timing (ignition timing) IJSTFST ignition Fuel injection start timing (ignition fuel injection timing) IJSTMAIN Main fuel injection start timing (main fuel injection timing) GF Fuel injection amount IJST Fuel injection start timing (fuel injection timing)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 41/34 F02D 41/34 H E ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02D 41/34 F02D 41/34 HE

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】筒内に燃料を直接噴射し、噴射燃料を点火
プラグにより着火して燃焼させる筒内直噴エンジンの燃
料噴射制御装置において、 点火プラグにより着火可能な混合気を最低限形成し得る
着火用燃料噴射量を運転状態に基づき設定する着火用燃
料噴射量設定手段と、 運転状態に応じ所定の出力を得るための主燃料噴射量を
設定する主燃料噴射量設定手段と、 上記着火用燃料噴射量の燃料を噴射してから噴射燃料が
ピストン頂面に衝突した後に該噴射燃料による混合気が
点火プラグに到達するまでの時間或いはクランク角度
を、点火時期を基準として逆算し、この点火前の時間或
いはクランク角度を着火用燃料噴射時期として設定する
着火用燃料噴射時期設定手段と、 上記着火用燃料噴射の後に上記主燃料噴射量による燃料
を噴射する主燃料噴射時期を運転状態に基づいて設定す
る主燃料噴射時期設定手段とを備えたことを特徴とする
筒内直噴エンジンの燃料噴射制御装置。
An in-cylinder direct injection engine fuel injection control system for directly injecting fuel into a cylinder and igniting and burning the injected fuel by means of a spark plug, wherein at least a mixture ignitable by a spark plug is formed. Ignition fuel injection amount setting means for setting an ignition fuel injection amount to be obtained based on an operation state; main fuel injection amount setting means for setting a main fuel injection amount for obtaining a predetermined output according to an operation state; The time or crank angle from when the fuel is injected for the fuel injection amount to when the mixture of the injected fuel reaches the spark plug after the injected fuel collides with the piston top surface is calculated back with reference to the ignition timing. An ignition fuel injection timing setting means for setting a time before ignition or a crank angle as an ignition fuel injection timing; and injecting fuel according to the main fuel injection amount after the ignition fuel injection. A main fuel injection timing setting means for setting a main fuel injection timing based on an operation state.
【請求項2】筒内に燃料を直接噴射して噴射燃料を点火
プラグにより着火して燃焼させると共に、エンジン運転
状態に応じて選択的に成層燃焼と均一混合燃焼とを行う
エンジンの燃料噴射制御装置において、 エンジン運転状態に基づき低回転低負荷時には成層燃焼
を選択し、高回転高負荷時には均一混合燃焼を選択する
燃焼方式選択手段と、 成層燃焼の選択時、点火プラグにより着火可能な混合気
を最低限形成し得る着火用燃料噴射量を設定する着火用
燃料噴射量設定手段と、 エンジン運転状態に応じ成層燃焼に適応する主燃料噴射
量を設定する主燃料噴射量設定手段と、 上記着火用燃料噴射量の燃料を噴射してから噴射燃料が
ピストン頂面に衝突した後に該噴射燃料による混合気が
点火プラグに到達するまでの時間或いはクランク角度
を、点火時期を基準として逆算し、この点火前の時間或
いはクランク角度を着火用燃料噴射時期として設定する
着火用燃料噴射時期設定手段と、 成層燃焼に適応する上記主燃料噴射量による燃料を噴射
する主燃料噴射時期をエンジン運転状態に基づき設定す
る主燃料噴射時期設定手段と、 均一混合燃焼の選択時、エンジン運転状態に基づいて均
一混合燃焼に適応する燃料噴射量を設定する燃料噴射量
設定手段と、 均一混合燃焼に適応する上記燃料噴射量による燃料を噴
射する燃料噴射時期をエンジン運転状態に基づき設定す
る燃料噴射時期設定手段とを備えたことを特徴とする筒
内直噴エンジンの燃料噴射制御装置。
2. A fuel injection control for an engine which directly injects fuel into a cylinder and ignites the injected fuel by an ignition plug to burn and selectively performs stratified combustion and uniform mixed combustion in accordance with an engine operating state. A combustion system selection means for selecting stratified combustion at low engine speed and low load, and selecting uniform mixed combustion at high engine speed and high load, and an air-fuel mixture ignitable by a spark plug when stratified combustion is selected. Ignition fuel injection amount setting means for setting an ignition fuel injection amount capable of forming the minimum amount of fuel; main fuel injection amount setting means for setting a main fuel injection amount adapted to stratified combustion according to an engine operating state; The time or crank angle from the time when the fuel injected by the fuel injection amount is injected to the time the mixture of the injected fuel reaches the spark plug after the injected fuel collides with the piston top surface is determined. An ignition fuel injection timing setting means for calculating a time or a crank angle before the ignition as an ignition fuel injection timing based on the ignition timing as a reference, and injecting fuel according to the main fuel injection amount adapted to stratified combustion. Main fuel injection timing setting means for setting the main fuel injection timing based on the engine operating state; and fuel injection quantity setting means for setting a fuel injection amount adapted to the uniform mixed combustion based on the engine operating state when uniform mixed combustion is selected. And fuel injection timing setting means for setting a fuel injection timing for injecting fuel with the fuel injection amount adapted to uniform mixed combustion based on an engine operating state. Control device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6782869B2 (en) * 2002-08-30 2004-08-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fuel delivery system and method
EP1860303A4 (en) * 2005-03-18 2017-12-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine

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