JPH1077875A - 筒内噴射式エンジン - Google Patents
筒内噴射式エンジンInfo
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- JPH1077875A JPH1077875A JP24907296A JP24907296A JPH1077875A JP H1077875 A JPH1077875 A JP H1077875A JP 24907296 A JP24907296 A JP 24907296A JP 24907296 A JP24907296 A JP 24907296A JP H1077875 A JPH1077875 A JP H1077875A
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- fuel
- injector
- engine
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、燃焼室内に燃料を噴霧させる際
に、エンジンの所定条件に応じてインジェクタからの燃
料の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割し、
燃料がピストンキャビティにトラップされずに、シリン
ダ壁面に直接あたるという不具合を回避し、燃焼変動や
シリンダ壁面のオイル剥離の発生を防止し得るととも
に、リーン運転領域を拡大し得ることを目的としてい
る。 【構成】 このため、エンジンのシリンダブロックとシ
リンダヘッドとピストンとにより形成される燃焼室に直
接燃料を噴射するインジェクタを設け、ピストン上面に
凹形状のピストンキャビティを形成し、インジェクタか
らの燃料の噴射タイミングを圧縮行程のみとする制御手
段を有する筒内噴射式エンジンにおいて、エンジンの所
定条件に応じてインジェクタからの燃料の噴射タイミン
グを圧縮行程と吸気行程とに分割すべく制御する機能を
制御手段に付加して設けている。
に、エンジンの所定条件に応じてインジェクタからの燃
料の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割し、
燃料がピストンキャビティにトラップされずに、シリン
ダ壁面に直接あたるという不具合を回避し、燃焼変動や
シリンダ壁面のオイル剥離の発生を防止し得るととも
に、リーン運転領域を拡大し得ることを目的としてい
る。 【構成】 このため、エンジンのシリンダブロックとシ
リンダヘッドとピストンとにより形成される燃焼室に直
接燃料を噴射するインジェクタを設け、ピストン上面に
凹形状のピストンキャビティを形成し、インジェクタか
らの燃料の噴射タイミングを圧縮行程のみとする制御手
段を有する筒内噴射式エンジンにおいて、エンジンの所
定条件に応じてインジェクタからの燃料の噴射タイミン
グを圧縮行程と吸気行程とに分割すべく制御する機能を
制御手段に付加して設けている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は筒内噴射式エンジ
ンに係り、特にインジェクタから燃焼室内に燃料を噴霧
させる際に、エンジンの所定条件に応じてインジェクタ
からの燃料の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに
分割し、燃料がピストンのピストンキャビティにトラッ
プされずに、シリンダ壁面に直接あたるという不具合を
回避し、燃焼変動やシリンダ壁面のオイル剥離の発生を
防止し得るとともに、リーン運転領域を拡大し得る筒内
噴射式エンジンに関する。
ンに係り、特にインジェクタから燃焼室内に燃料を噴霧
させる際に、エンジンの所定条件に応じてインジェクタ
からの燃料の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに
分割し、燃料がピストンのピストンキャビティにトラッ
プされずに、シリンダ壁面に直接あたるという不具合を
回避し、燃焼変動やシリンダ壁面のオイル剥離の発生を
防止し得るとともに、リーン運転領域を拡大し得る筒内
噴射式エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンには、シリンダブロックとシリ
ンダヘッドとピストンとにより形成される燃焼室にイン
ジェクタによって直接燃料を噴射する筒内噴射式のもの
がある。
ンダヘッドとピストンとにより形成される燃焼室にイン
ジェクタによって直接燃料を噴射する筒内噴射式のもの
がある。
【０００３】そして、例えば４ストローク・ダイレクト
インジェクション（ＤＩ）・エンジンは、部分負荷で噴
射時期を遅らせ、ピストンの上面に凹形状に形成される
キャビティ内に燃料を噴射させ、混合気の層状化を可能
とし、希薄燃焼域で燃費が低減されることが知られてい
る。また、ピストンボールについては様々な形状が提案
されている。
インジェクション（ＤＩ）・エンジンは、部分負荷で噴
射時期を遅らせ、ピストンの上面に凹形状に形成される
キャビティ内に燃料を噴射させ、混合気の層状化を可能
とし、希薄燃焼域で燃費が低減されることが知られてい
る。また、ピストンボールについては様々な形状が提案
されている。
【０００４】前記筒内噴射式エンジンとしては、特開平
５−７１３５０号公報に開示されるものがある。この公
報に開示される筒内噴射式内燃機関は、ピストン頂面上
に浅皿部を形成するとともに浅皿部の中央部に深皿部を
形成し、浅皿部と深皿部の接続部に形成される角部に向
けて燃焼室内に配置された燃料噴射弁から燃料を噴射す
るようにした筒内噴射式内燃機関において、角部により
振り分けられて浅皿部表面に沿い流れる噴射燃料が到達
する浅皿部周壁面部分を断熱部材により形成し、噴射燃
料の蒸発を促進させ、良好な燃焼を確保している。
５−７１３５０号公報に開示されるものがある。この公
報に開示される筒内噴射式内燃機関は、ピストン頂面上
に浅皿部を形成するとともに浅皿部の中央部に深皿部を
形成し、浅皿部と深皿部の接続部に形成される角部に向
けて燃焼室内に配置された燃料噴射弁から燃料を噴射す
るようにした筒内噴射式内燃機関において、角部により
振り分けられて浅皿部表面に沿い流れる噴射燃料が到達
する浅皿部周壁面部分を断熱部材により形成し、噴射燃
料の蒸発を促進させ、良好な燃焼を確保している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の筒内
噴射式エンジンにおいては、図５に示す如く、エンジン
２０２は、シリンダブロック２０４とシリンダヘッド２
０６とピストン２０８とによって燃焼室２１０を形成
し、燃焼室２１０の頂部中央部位に点火プラグ２１２を
配設している。
噴射式エンジンにおいては、図５に示す如く、エンジン
２０２は、シリンダブロック２０４とシリンダヘッド２
０６とピストン２０８とによって燃焼室２１０を形成
し、燃焼室２１０の頂部中央部位に点火プラグ２１２を
配設している。
【０００６】また、前記燃焼室２１０の吸気側にインジ
ェクタ２２４を配設する際に、このインジェクタ２２４
を、燃焼室２１０に直接燃料を噴射すべく、つまり燃焼
室２１０に指向、例えば燃焼室２１０中央部位且つ少許
下方向に指向させて配設している。
ェクタ２２４を配設する際に、このインジェクタ２２４
を、燃焼室２１０に直接燃料を噴射すべく、つまり燃焼
室２１０に指向、例えば燃焼室２１０中央部位且つ少許
下方向に指向させて配設している。
【０００７】そして、前記ピストン２０８の上面に凹形
状のピストンキャビティ２２８を設ける。
状のピストンキャビティ２２８を設ける。
【０００８】前記エンジン２０２は、低負荷の運転条件
では、圧縮行程中にピストン２０８の上面のピストンキ
ャビティ２２８に燃料を噴射し、点火プラグ２１２近傍
に濃い混合気を集め、混合気の層状化を行い、気筒全体
としては大幅な希薄燃焼を実現し、燃費の向上を図って
いる。
では、圧縮行程中にピストン２０８の上面のピストンキ
ャビティ２２８に燃料を噴射し、点火プラグ２１２近傍
に濃い混合気を集め、混合気の層状化を行い、気筒全体
としては大幅な希薄燃焼を実現し、燃費の向上を図って
いる。
【０００９】しかし、前記インジェクタから噴射された
燃料が霧化し、点火プラグ近傍に到達するためには、図
６に示す如く、ある程度の時間、つまり燃焼準備期間が
必要となる。
燃料が霧化し、点火プラグ近傍に到達するためには、図
６に示す如く、ある程度の時間、つまり燃焼準備期間が
必要となる。
【００１０】また、前記インジェクタからの燃料がピス
トンキャビティに全てトラップされるためには、図６に
示す如く、燃料をある程度遅角させた条件、つまりトラ
ップ限界で噴射する必要があり、トラップ限界よりも進
角させた状態でインジェクタから噴射させた場合には、
図７に示す如く、インジェクタ２２４から噴射させた燃
料の全てがピストン２０８の上面のピストンキャビティ
２２８にトラップされず、シリンダ２４０の壁面２４０
ａに当たる。
トンキャビティに全てトラップされるためには、図６に
示す如く、燃料をある程度遅角させた条件、つまりトラ
ップ限界で噴射する必要があり、トラップ限界よりも進
角させた状態でインジェクタから噴射させた場合には、
図７に示す如く、インジェクタ２２４から噴射させた燃
料の全てがピストン２０８の上面のピストンキャビティ
２２８にトラップされず、シリンダ２４０の壁面２４０
ａに当たる。
【００１１】この結果、燃焼の変動やシリンダ壁面にお
けるオイルの剥離が発生し、実用上不利であるという不
都合がある。
けるオイルの剥離が発生し、実用上不利であるという不
都合がある。
【００１２】また、燃料噴射期間の短い低負荷・低回転
では、燃料の噴射をトラップ限界から必要な燃焼準備期
間が始まるまでに完了させることができるが、燃料噴射
期間が長くなると、燃料の噴射を燃焼準備期間が始まる
までに完了させることができなくなり、燃焼変動が惹起
されるという不都合がある。
では、燃料の噴射をトラップ限界から必要な燃焼準備期
間が始まるまでに完了させることができるが、燃料噴射
期間が長くなると、燃料の噴射を燃焼準備期間が始まる
までに完了させることができなくなり、燃焼変動が惹起
されるという不都合がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、エンジンのシリンダブロッ
クとシリンダヘッドとピストンとにより形成される燃焼
室に直接燃料を噴射するインジェクタを設けるととも
に、前記ピストンの上面に凹形状のピストンキャビティ
を形成し、前記インジェクタからの燃料の噴射タイミン
グを圧縮行程のみとする制御手段を有する筒内噴射式エ
ンジンにおいて、エンジンの所定条件に応じて前記イン
ジェクタからの燃料の噴射タイミングを圧縮行程と吸気
行程とに分割すべく制御する機能を前記制御手段に付加
して設けたことを特徴とする。
述不都合を除去するために、エンジンのシリンダブロッ
クとシリンダヘッドとピストンとにより形成される燃焼
室に直接燃料を噴射するインジェクタを設けるととも
に、前記ピストンの上面に凹形状のピストンキャビティ
を形成し、前記インジェクタからの燃料の噴射タイミン
グを圧縮行程のみとする制御手段を有する筒内噴射式エ
ンジンにおいて、エンジンの所定条件に応じて前記イン
ジェクタからの燃料の噴射タイミングを圧縮行程と吸気
行程とに分割すべく制御する機能を前記制御手段に付加
して設けたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】上述の如く発明したことにより、
インジェクタから燃焼室内に燃料を噴霧させる際には、
エンジンの所定条件に応じてインジェクタからの燃料の
噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割し、燃料
がピストンのピストンキャビティにトラップされずに、
シリンダ壁面に直接あたるという不具合を回避し、燃焼
変動やシリンダ壁面のオイル剥離の発生を防止するとと
もに、リーン運転領域を拡大している。
インジェクタから燃焼室内に燃料を噴霧させる際には、
エンジンの所定条件に応じてインジェクタからの燃料の
噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割し、燃料
がピストンのピストンキャビティにトラップされずに、
シリンダ壁面に直接あたるという不具合を回避し、燃焼
変動やシリンダ壁面のオイル剥離の発生を防止するとと
もに、リーン運転領域を拡大している。
【００１５】
【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１６】図１〜図４はこの発明の実施例を示すもの
である。図２において、２は筒内噴射式エンジンであ
る。
である。図２において、２は筒内噴射式エンジンであ
る。
【００１７】このエンジン２は、シリンダブロック４と
シリンダヘッド６とピストン８とによって燃焼室１０を
形成し、燃焼室１０の頂部中央部位に点火プラグ１２を
配設している。
シリンダヘッド６とピストン８とによって燃焼室１０を
形成し、燃焼室１０の頂部中央部位に点火プラグ１２を
配設している。
【００１８】また、前記燃焼室１０に連絡する吸気通路
１４を設けるとともに、この吸気通路１４に、上流側か
らエアクリーナ１６とエアフローメータ１８とスロット
ルバルブ２０とを順次配設し、このスロットルバルブ２
０にはスロットルバルブ２０のスロットル開度を検出す
るスロットルポジションセンサ２２を配設する。
１４を設けるとともに、この吸気通路１４に、上流側か
らエアクリーナ１６とエアフローメータ１８とスロット
ルバルブ２０とを順次配設し、このスロットルバルブ２
０にはスロットルバルブ２０のスロットル開度を検出す
るスロットルポジションセンサ２２を配設する。
【００１９】更に、前記燃焼室１０にインジェクタ２４
を配設する。このとき、インジェクタ２４を、燃焼室１
０に直接燃料を噴射すべく、つまり燃焼室１０に指向、
例えば燃焼室１０中央部位且つ少許下方向に指向させて
配設するとともに、インジェクタ２４には燃料圧力を検
出する燃料圧力センサ２６を設ける。
を配設する。このとき、インジェクタ２４を、燃焼室１
０に直接燃料を噴射すべく、つまり燃焼室１０に指向、
例えば燃焼室１０中央部位且つ少許下方向に指向させて
配設するとともに、インジェクタ２４には燃料圧力を検
出する燃料圧力センサ２６を設ける。
【００２０】そして、前記ピストン８の上面たる頂面に
凹形状のピストンキャビティ２８を設ける。
凹形状のピストンキャビティ２８を設ける。
【００２１】前記内燃機関２はインジェクタ２４からの
燃料の噴射タイミングを圧縮行程のみとする制御手段３
０を有している。
燃料の噴射タイミングを圧縮行程のみとする制御手段３
０を有している。
【００２２】この制御手段３０には、点火プラグ１２
と、エアフローメータ１８と、スロットルポジションセ
ンサ２２と、燃料圧力センサ２６と、インジェクタ２４
を駆動するインジェクタ駆動回路３２と、図示しないク
ランクシャフトのクランク角を検出するクランク角セン
サ３４と、内燃機関２の排気通路３６内の空燃比（Ａ／
Ｆ）を検出するＡ／Ｆセンサ３８とを接続して設ける。
と、エアフローメータ１８と、スロットルポジションセ
ンサ２２と、燃料圧力センサ２６と、インジェクタ２４
を駆動するインジェクタ駆動回路３２と、図示しないク
ランクシャフトのクランク角を検出するクランク角セン
サ３４と、内燃機関２の排気通路３６内の空燃比（Ａ／
Ｆ）を検出するＡ／Ｆセンサ３８とを接続して設ける。
【００２３】また、前記エンジン２において、エンジン
２の所定条件に応じて前記インジェクタ２４からの燃料
の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割すべく
制御する機能を前記制御手段３０に付加して設ける構成
とする。
２の所定条件に応じて前記インジェクタ２４からの燃料
の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割すべく
制御する機能を前記制御手段３０に付加して設ける構成
とする。
【００２４】詳述すれば、前記制御手段３０は、リーン
運転領域（「リーン領域」とも言う）の場合にのみ、前
記インジェクタ２４からの燃料の噴射タイミングを圧縮
行程と吸気行程とに分割すべく制御するものである。
運転領域（「リーン領域」とも言う）の場合にのみ、前
記インジェクタ２４からの燃料の噴射タイミングを圧縮
行程と吸気行程とに分割すべく制御するものである。
【００２５】また、前記制御手段３０は、エンジン回転
数（「回転数」とも言う）の変化に応じて変化する変数
からなるトラップ限界値を有している。
数（「回転数」とも言う）の変化に応じて変化する変数
からなるトラップ限界値を有している。
【００２６】更に、前記制御手段３０は、点火時期をＩ
Ｇ［ＢＴＤＣ］、燃焼準備期間をＰＲ［ＣＡ］、燃料噴
射期間をτ［ＣＡ］、トラップ限界値をＴＬ（Ｎｅ）に
設定した際に、以下の式 ＩＧ＋ＰＲ＋τ＜ＴＬ によってエンジン２の所定条件を判定し、不等号が成立
する場合には、前記ピストン８のピストンキャビティ２
８にインジェクタ２４からの燃料が全てトラップされト
ラップ限界値を越えないと判定し、インジェクタ２４か
らの燃料の噴射タイミングを圧縮行程のみとし、不等号
が成立しない場合には、前記ピストン８のピストンキャ
ビティ２８にインジェクタ２４からの燃料が全てトラッ
プされずトラップ限界値を越えると判定し、インジェク
タ２４からの燃料の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行
程とに分割すべく制御するものである。
Ｇ［ＢＴＤＣ］、燃焼準備期間をＰＲ［ＣＡ］、燃料噴
射期間をτ［ＣＡ］、トラップ限界値をＴＬ（Ｎｅ）に
設定した際に、以下の式 ＩＧ＋ＰＲ＋τ＜ＴＬ によってエンジン２の所定条件を判定し、不等号が成立
する場合には、前記ピストン８のピストンキャビティ２
８にインジェクタ２４からの燃料が全てトラップされト
ラップ限界値を越えないと判定し、インジェクタ２４か
らの燃料の噴射タイミングを圧縮行程のみとし、不等号
が成立しない場合には、前記ピストン８のピストンキャ
ビティ２８にインジェクタ２４からの燃料が全てトラッ
プされずトラップ限界値を越えると判定し、インジェク
タ２４からの燃料の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行
程とに分割すべく制御するものである。
【００２７】つまり、点火時期ＩＧ［ＢＴＤＣ］と燃焼
準備期間をＰＲ［ＣＡ］と燃料噴射期間τ［ＣＡ］との
合計が予め設定したトラップ限界値ＴＬ（Ｎｅ）よりも
小さいか否かを判断する。
準備期間をＰＲ［ＣＡ］と燃料噴射期間τ［ＣＡ］との
合計が予め設定したトラップ限界値ＴＬ（Ｎｅ）よりも
小さいか否かを判断する。
【００２８】図４に示す回転数と噴射タイミングについ
て説明すると、リーン運転領域において、燃料噴射期間
が前記ピストン８のピストンキャビティ２８にトラップ
される限界、つまりトラップ限界値を越える場合に、こ
のトラップ限界値を越えた分の燃料を設定する燃料噴射
期間τ2 を吸気行程中に実施する。
て説明すると、リーン運転領域において、燃料噴射期間
が前記ピストン８のピストンキャビティ２８にトラップ
される限界、つまりトラップ限界値を越える場合に、こ
のトラップ限界値を越えた分の燃料を設定する燃料噴射
期間τ2 を吸気行程中に実施する。
【００２９】ただし、インジェクタ２４の安定した噴霧
が達成される最小の噴射量τmin 以下の場合には、 τ2 ＝τmin とし、圧縮行程中の燃料を設定する燃料噴射期間τ1
を、 τ1 ＝τ−τmin とする。
が達成される最小の噴射量τmin 以下の場合には、 τ2 ＝τmin とし、圧縮行程中の燃料を設定する燃料噴射期間τ1
を、 τ1 ＝τ−τmin とする。
【００３０】次に図１の制御用フローチャートに沿って
作用を説明する。
作用を説明する。
【００３１】前記制御手段３０内の制御用プログラムが
スタート（１００）すると、リーン領域であるか否かの
判断（１０２）を行い、この判断（１０２）がＮＯの場
合には、制御用プログラムのエンド（１１０）に移行さ
せ、判断（１０２）がＹＥＳの場合には、以下の式 ＩＧ＋ＰＲ＋τ＜ＴＬ が成立するか否かの判断（１０４）を行う。
スタート（１００）すると、リーン領域であるか否かの
判断（１０２）を行い、この判断（１０２）がＮＯの場
合には、制御用プログラムのエンド（１１０）に移行さ
せ、判断（１０２）がＹＥＳの場合には、以下の式 ＩＧ＋ＰＲ＋τ＜ＴＬ が成立するか否かの判断（１０４）を行う。
【００３２】この判断（１０４）がＹＥＳ、つまり点火
時期ＩＧ［ＢＴＤＣ］と燃焼準備期間をＰＲ［ＣＡ］と
燃料噴射期間τ［ＣＡ］との合計が予め設定したトラッ
プ限界値ＴＬ（Ｎｅ）よりも小さく、不等号が成立する
場合には、前記ピストン８のピストンキャビティ２８に
インジェクタ２４からの燃料が全てトラップされトラッ
プ限界値を越えないと判定し、インジェクタ２４からの
燃料の噴射タイミングを圧縮行程のみとし（１０６）、
制御用プログラムのエンド（１１０）に移行させる。
時期ＩＧ［ＢＴＤＣ］と燃焼準備期間をＰＲ［ＣＡ］と
燃料噴射期間τ［ＣＡ］との合計が予め設定したトラッ
プ限界値ＴＬ（Ｎｅ）よりも小さく、不等号が成立する
場合には、前記ピストン８のピストンキャビティ２８に
インジェクタ２４からの燃料が全てトラップされトラッ
プ限界値を越えないと判定し、インジェクタ２４からの
燃料の噴射タイミングを圧縮行程のみとし（１０６）、
制御用プログラムのエンド（１１０）に移行させる。
【００３３】また、判断（１０４）がＮＯ、つまり点火
時期ＩＧ［ＢＴＤＣ］と燃焼準備期間をＰＲ［ＣＡ］と
燃料噴射期間τ［ＣＡ］との合計が予め設定したトラッ
プ限界値ＴＬ（Ｎｅ）よりも大きく、不等号が成立しな
い場合には、前記ピストン８のピストンキャビティ２８
にインジェクタ２４からの燃料が全てトラップされずト
ラップ限界値を越えると判定し、インジェクタ２４から
の燃料の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割
し（１０８）、制御用プログラムのエンド（１１０）に
移行させる。
時期ＩＧ［ＢＴＤＣ］と燃焼準備期間をＰＲ［ＣＡ］と
燃料噴射期間τ［ＣＡ］との合計が予め設定したトラッ
プ限界値ＴＬ（Ｎｅ）よりも大きく、不等号が成立しな
い場合には、前記ピストン８のピストンキャビティ２８
にインジェクタ２４からの燃料が全てトラップされずト
ラップ限界値を越えると判定し、インジェクタ２４から
の燃料の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割
し（１０８）、制御用プログラムのエンド（１１０）に
移行させる。
【００３４】そして、インジェクタ２４からの燃料の噴
射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割するには、
圧縮行程中の燃料噴射期間τ1 、吸気行程の燃料噴射期
間τ2 とした際に、 τ2 ＝ＩＧ＋ＰＲ＋τ−ＴＬ τ1 ＝τ−τ2 の２式にて決定する。ただし、τX ＜τmin の時、 τX ＝τmin τ1 ＝τ−τmin とする。
射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割するには、
圧縮行程中の燃料噴射期間τ1 、吸気行程の燃料噴射期
間τ2 とした際に、 τ2 ＝ＩＧ＋ＰＲ＋τ−ＴＬ τ1 ＝τ−τ2 の２式にて決定する。ただし、τX ＜τmin の時、 τX ＝τmin τ1 ＝τ−τmin とする。
【００３５】つまり、エアフローセンサ１８やスロット
ルポジションセンサ２２、クランク角センサ３４の検出
信号によって機関の運転状態を判断し、低回転・低負荷
時（図３の領域〓参照）には、圧縮行程中にインジェク
タ２４からの燃料をピストン８のピストンキャビティ２
８に向かって噴射し、混合気を層状化して希薄燃焼を達
成している。
ルポジションセンサ２２、クランク角センサ３４の検出
信号によって機関の運転状態を判断し、低回転・低負荷
時（図３の領域〓参照）には、圧縮行程中にインジェク
タ２４からの燃料をピストン８のピストンキャビティ２
８に向かって噴射し、混合気を層状化して希薄燃焼を達
成している。
【００３６】また、燃料噴射期間がトラップ限界値を越
えた場合（図３の領域〓参照）には、燃料の一部を吸気
行程中に噴射している。
えた場合（図３の領域〓参照）には、燃料の一部を吸気
行程中に噴射している。
【００３７】更に、高回転・高負荷時（図３の領域〓）
には、吸気行程中に燃料を噴射し、吸気流動により燃料
粒を撹拌し、均一な混合気を生成し、ストイキあるいは
リッチ状態で運転を行う。
には、吸気行程中に燃料を噴射し、吸気流動により燃料
粒を撹拌し、均一な混合気を生成し、ストイキあるいは
リッチ状態で運転を行う。
【００３８】これにより、インジェクタ２４からの燃料
の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割でき、
燃料がピストン８のピストンキャビティ２８にトラップ
されずに、シリンダ壁面に直接あたるという不具合を回
避でき、燃焼変動やシリンダ壁面のオイル剥離の発生を
防止し得るとともに、リーン運転領域を拡大することが
できる。
の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割でき、
燃料がピストン８のピストンキャビティ２８にトラップ
されずに、シリンダ壁面に直接あたるという不具合を回
避でき、燃焼変動やシリンダ壁面のオイル剥離の発生を
防止し得るとともに、リーン運転領域を拡大することが
できる。
【００３９】また、燃料の一部を吸気行程中に噴射させ
ることにより、噴射された燃料が筒内の強い旋回流によ
って撹拌され、シリンダ全体に均一に広がり、極度の層
状化による可燃限界を越える希薄域をなくし、未燃ＨＣ
の排出を防止し得る。
ることにより、噴射された燃料が筒内の強い旋回流によ
って撹拌され、シリンダ全体に均一に広がり、極度の層
状化による可燃限界を越える希薄域をなくし、未燃ＨＣ
の排出を防止し得る。
【００４０】更に、前記制御手段３０は、リーン運転領
域の場合にのみ、前記インジェクタ２４からの燃料の噴
射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割すべく制御
することにより、高回転・高負荷時（図３の領域〓）に
制御動作が行われず、ストイキあるいはリッチ状態での
運転に何ら悪影響を及ぼすことがない。
域の場合にのみ、前記インジェクタ２４からの燃料の噴
射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割すべく制御
することにより、高回転・高負荷時（図３の領域〓）に
制御動作が行われず、ストイキあるいはリッチ状態での
運転に何ら悪影響を及ぼすことがない。
【００４１】更にまた、前記制御手段３０は、エンジン
回転数の変化に応じて変化する変数からなるトラップ限
界値を有することにより、エンジン回転数の変化に応じ
てトラップ限界値を変化させることができ、運転状態に
応じた制御を行うことができ、制御の信頼性を向上し得
るものである。
回転数の変化に応じて変化する変数からなるトラップ限
界値を有することにより、エンジン回転数の変化に応じ
てトラップ限界値を変化させることができ、運転状態に
応じた制御を行うことができ、制御の信頼性を向上し得
るものである。
【００４２】また、前記制御手段３０は、点火時期をＩ
Ｇ［ＢＴＤＣ］、燃焼準備期間をＰＲ［ＣＡ］、燃料噴
射期間をτ［ＣＡ］、トラップ限界値をＴＬ（Ｎｅ）に
設定した際に、以下の式 ＩＧ＋ＰＲ＋τ＜ＴＬ によってエンジン２の所定条件を判定し、不等号が成立
する場合には、前記ピストン８のピストンキャビティ２
８にインジェクタ２４からの燃料が全てトラップされト
ラップ限界値を越えないと判定し、インジェクタ２４か
らの燃料の噴射タイミングを圧縮行程のみとし、不等号
が成立しない場合には、前記ピストン８のピストンキャ
ビティ２８にインジェクタ２４からの燃料が全てトラッ
プされずトラップ限界値を越えると判定し、インジェク
タ２４からの燃料の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行
程とに分割すべく制御することにより、式の不等号が成
立するか否かの判断によって簡単に判定できるととも
に、確実な制御を行い得て、実用上有利である。
Ｇ［ＢＴＤＣ］、燃焼準備期間をＰＲ［ＣＡ］、燃料噴
射期間をτ［ＣＡ］、トラップ限界値をＴＬ（Ｎｅ）に
設定した際に、以下の式 ＩＧ＋ＰＲ＋τ＜ＴＬ によってエンジン２の所定条件を判定し、不等号が成立
する場合には、前記ピストン８のピストンキャビティ２
８にインジェクタ２４からの燃料が全てトラップされト
ラップ限界値を越えないと判定し、インジェクタ２４か
らの燃料の噴射タイミングを圧縮行程のみとし、不等号
が成立しない場合には、前記ピストン８のピストンキャ
ビティ２８にインジェクタ２４からの燃料が全てトラッ
プされずトラップ限界値を越えると判定し、インジェク
タ２４からの燃料の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行
程とに分割すべく制御することにより、式の不等号が成
立するか否かの判断によって簡単に判定できるととも
に、確実な制御を行い得て、実用上有利である。
【００４３】
【発明の効果】以上詳細に説明した如くこの発明によれ
ば、エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとピ
ストンとにより形成される燃焼室に直接燃料を噴射する
インジェクタを設けるとともに、ピストンの上面に凹形
状のピストンキャビティを形成し、インジェクタからの
燃料の噴射タイミングを圧縮行程のみとする制御手段を
有する筒内噴射式エンジンにおいて、エンジンの所定条
件に応じてインジェクタからの燃料の噴射タイミングを
圧縮行程と吸気行程とに分割すべく制御する機能を制御
手段に付加して設けたので、インジェクタからの燃料の
噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割でき、燃
料がピストンのピストンキャビティにトラップされず
に、シリンダ壁面に直接あたるという不具合を回避で
き、燃焼変動やシリンダ壁面のオイル剥離の発生を防止
し得るとともに、リーン運転領域を拡大することができ
る。また、燃料の一部を吸気行程中に噴射させることに
より、噴射された燃料が筒内の強い旋回流によって撹拌
され、シリンダ全体に均一に広がり、極度の層状化によ
る可燃限界を越える希薄域をなくし、未燃ＨＣの排出を
防止し得る。
ば、エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとピ
ストンとにより形成される燃焼室に直接燃料を噴射する
インジェクタを設けるとともに、ピストンの上面に凹形
状のピストンキャビティを形成し、インジェクタからの
燃料の噴射タイミングを圧縮行程のみとする制御手段を
有する筒内噴射式エンジンにおいて、エンジンの所定条
件に応じてインジェクタからの燃料の噴射タイミングを
圧縮行程と吸気行程とに分割すべく制御する機能を制御
手段に付加して設けたので、インジェクタからの燃料の
噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割でき、燃
料がピストンのピストンキャビティにトラップされず
に、シリンダ壁面に直接あたるという不具合を回避で
き、燃焼変動やシリンダ壁面のオイル剥離の発生を防止
し得るとともに、リーン運転領域を拡大することができ
る。また、燃料の一部を吸気行程中に噴射させることに
より、噴射された燃料が筒内の強い旋回流によって撹拌
され、シリンダ全体に均一に広がり、極度の層状化によ
る可燃限界を越える希薄域をなくし、未燃ＨＣの排出を
防止し得る。
【図１】この発明の実施例を示す筒内噴射式エンジンの
制御用フローチャートである。
制御用フローチャートである。
【図２】筒内噴射式エンジンの概略構成図である。
【図３】回転数と負荷とにより運転領域図である。
【図４】回転数と噴射タイミングとの関係を示す図図で
ある。
ある。
【図５】この発明の従来技術を示す筒内噴射式エンジン
の概略断面正面図である。
の概略断面正面図である。
【図６】筒内噴射式エンジンの噴射タイミングを示す図
である。
である。
【図７】筒内噴射式エンジンのインジェクタの燃料噴射
状態の概略断面平面図である。
状態の概略断面平面図である。
２ 筒内噴射式エンジン ４ シリンダブロック ６ シリンダヘッド ８ ピストン １０ 燃焼室 １２ 点火プラグ １４ 吸気通路 １６ エアクリーナ １８ エアフローメータ ２０ スロットルバルブ ２２ スロットルポジションセンサ ２４ インジェクタ ２６ 燃料圧力センサ ２８ ピストンキャビティ ３０ 制御手段 ３２ インジェクタ駆動回路 ３４ クランク角センサ ３６ 排気通路 ３８ Ａ／Ｆセンサ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年９月３０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、エンジンのシリンダブロッ
クとシリンダヘッドとピストンとにより形成される燃焼
室に直接燃料を噴射するインジェクタを設けるととも
に、前記ピストンの上面に凹形状のピストンキャビティ
を形成し、前記インジェクタからの燃料の噴射タイミン
グをリーン運転領域では圧縮行程のみとし、ストイキ・
リッチ領域では吸気行程のみとする制御手段を有する筒
内噴射式エンジンにおいて、エンジンの所定条件に応じ
て前記インジェクタからの燃料の噴射タイミングを圧縮
行程と吸気行程とに分割すべく制御する機能を前記制御
手段に付加して設けたことを特徴とする。
述不都合を除去するために、エンジンのシリンダブロッ
クとシリンダヘッドとピストンとにより形成される燃焼
室に直接燃料を噴射するインジェクタを設けるととも
に、前記ピストンの上面に凹形状のピストンキャビティ
を形成し、前記インジェクタからの燃料の噴射タイミン
グをリーン運転領域では圧縮行程のみとし、ストイキ・
リッチ領域では吸気行程のみとする制御手段を有する筒
内噴射式エンジンにおいて、エンジンの所定条件に応じ
て前記インジェクタからの燃料の噴射タイミングを圧縮
行程と吸気行程とに分割すべく制御する機能を前記制御
手段に付加して設けたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】前記内燃機関２はインジェクタ２４からの
燃料の噴射タイミングをリーン運転領域では圧縮行程の
みとし、ストイキ・リッチ領域では吸気行程のみとする
制御手段３０を有している。
燃料の噴射タイミングをリーン運転領域では圧縮行程の
みとし、ストイキ・リッチ領域では吸気行程のみとする
制御手段３０を有している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４３】
【発明の効果】以上詳細に説明した如くこの発明によれ
ば、エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとピ
ストンとにより形成される燃焼室に直接燃料を噴射する
インジェクタを設けるとともに、ピストンの上面に凹形
状のピストンキャビティを形成し、インジェクタからの
燃料の噴射タイミングをリーン運転領域では圧縮行程の
みとし、ストイキ・リッチ領域では吸気行程のみとする
制御手段を有する筒内噴射式エンジンにおいて、エンジ
ンの所定条件に応じてインジェクタからの燃料の噴射タ
イミングを圧縮行程と吸気行程とに分割すべく制御する
機能を制御手段に付加して設けたので、インジェクタか
らの燃料の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分
割でき、燃料がピストンのピストンキャビティにトラッ
プされずに、シリンダ壁面に直接あたるという不具合を
回避でき、燃焼変動やシリンダ壁面のオイル剥離の発生
を防止し得るとともに、リーン運転領域を拡大すること
ができる。また、燃料の一部を吸気行程中に噴射させる
ことにより、噴射された燃料が筒内の強い旋回流によっ
て撹拌され、シリンダ全体に均一に広がり、極度の層状
化による可燃限界を越える希薄域をなくし、未燃ＨＣの
排出を防止し得る。
ば、エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとピ
ストンとにより形成される燃焼室に直接燃料を噴射する
インジェクタを設けるとともに、ピストンの上面に凹形
状のピストンキャビティを形成し、インジェクタからの
燃料の噴射タイミングをリーン運転領域では圧縮行程の
みとし、ストイキ・リッチ領域では吸気行程のみとする
制御手段を有する筒内噴射式エンジンにおいて、エンジ
ンの所定条件に応じてインジェクタからの燃料の噴射タ
イミングを圧縮行程と吸気行程とに分割すべく制御する
機能を制御手段に付加して設けたので、インジェクタか
らの燃料の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分
割でき、燃料がピストンのピストンキャビティにトラッ
プされずに、シリンダ壁面に直接あたるという不具合を
回避でき、燃焼変動やシリンダ壁面のオイル剥離の発生
を防止し得るとともに、リーン運転領域を拡大すること
ができる。また、燃料の一部を吸気行程中に噴射させる
ことにより、噴射された燃料が筒内の強い旋回流によっ
て撹拌され、シリンダ全体に均一に広がり、極度の層状
化による可燃限界を越える希薄域をなくし、未燃ＨＣの
排出を防止し得る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 41/34 9523−3Ｇ Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｈ
Claims (4)
- 【請求項１】 エンジンのシリンダブロックとシリンダ
ヘッドとピストンとにより形成される燃焼室に直接燃料
を噴射するインジェクタを設けるとともに、前記ピスト
ンの上面に凹形状のピストンキャビティを形成し、前記
インジェクタからの燃料の噴射タイミングを圧縮行程の
みとする制御手段を有する筒内噴射式エンジンにおい
て、エンジンの所定条件に応じて前記インジェクタから
の燃料の噴射タイミングを圧縮行程と吸気行程とに分割
すべく制御する機能を前記制御手段に付加して設けたこ
とを特徴とする筒内噴射式エンジン。 - 【請求項２】 前記制御手段は、リーン運転領域の場合
にのみ、前記インジェクタからの燃料の噴射タイミング
を圧縮行程と吸気行程とに分割すべく制御する制御手段
である特許請求の範囲の請求項１に記載の筒内噴射式エ
ンジン。 - 【請求項３】 前記制御手段は、エンジン回転数の変化
に応じて変化する変数からなるトラップ限界値を有する
制御手段である特許請求の範囲の請求項１に記載の筒内
噴射式エンジン。 - 【請求項４】 前記制御手段は、点火時期をＩＧ、燃焼
準備期間をＰＲ、燃料噴射期間をτ、トラップ限界値を
ＴＬに設定した際に、以下の式 ＩＧ＋ＰＲ＋τ＜ＴＬ によってエンジンの所定条件を判定し、不等号が成立す
る場合には、前記ピストンのピストンキャビティにイン
ジェクタからの燃料が全てトラップされトラップ限界値
を越えないと判定し、インジェクタからの燃料の噴射タ
イミングを圧縮行程のみとし、不等号が成立しない場合
には、前記ピストンのピストンキャビティにインジェク
タからの燃料が全てトラップされずトラップ限界値を越
えると判定し、インジェクタからの燃料の噴射タイミン
グを圧縮行程と吸気行程とに分割すべく制御する制御手
段である特許請求の範囲の請求項１に記載の筒内噴射式
エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24907296A JPH1077875A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 筒内噴射式エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24907296A JPH1077875A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 筒内噴射式エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1077875A true JPH1077875A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=17187595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24907296A Pending JPH1077875A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 筒内噴射式エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1077875A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100652524B1 (ko) * | 1999-02-09 | 2006-11-30 | 마츠다 가부시키가이샤 | 통내분사식 엔진의 제어장치 |
-
1996
- 1996-08-30 JP JP24907296A patent/JPH1077875A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100652524B1 (ko) * | 1999-02-09 | 2006-11-30 | 마츠다 가부시키가이샤 | 통내분사식 엔진의 제어장치 |
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