JPH1182030A - 筒内直噴式火花点火エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

筒内直噴式火花点火エンジンの燃料噴射制御装置

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JPH1182030A
JPH1182030A JP9241049A JP24104997A JPH1182030A JP H1182030 A JPH1182030 A JP H1182030A JP 9241049 A JP9241049 A JP 9241049A JP 24104997 A JP24104997 A JP 24104997A JP H1182030 A JPH1182030 A JP H1182030A
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fuel injection
injection pulse
air
pulse width
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康治 平谷
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒内直噴式火花点火エンジンの燃料噴射制御
装置において、燃料を多段階に噴射して燃焼性を改善す
る。 【解決手段】 圧縮行程にて出力される燃料噴射パルス
信号を3回に分割し、分割された燃料噴射パルス信号の
うち1回目の燃料噴射パルス幅T1を2回目、3回目の
燃料噴射パルス幅T2,T3より長く設定し、1回目の燃
料噴射パルス信号によって噴射された燃料噴霧が点火プ
ラグ6の近傍に可燃混合比の混合気をつくる構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内直噴式火花点
火エンジンの燃料噴射制御装置において、燃料を多段階
に噴射して燃焼性を改善する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】点火プラグの近傍に燃料を集める混合気
の成層化をはかるため、シリンダ内に燃料噴射弁を臨ま
せ、シリンダ内に燃料を直接噴射するようにした筒内直
接噴射式火花点火エンジンがある。
【0003】従来の筒内直接噴射式火花点火エンジンと
して、特開平6−317161号公報に開示されたもの
や、例えば図15〜図20に示すようなものがある。
【0004】これについて説明すると、図15に示すよ
うに、シリンダヘッドとピストン5の間に燃焼室1が画
成される。燃焼室天井壁にはその中央部から燃料噴射弁
6と点火プラグ7が燃焼室1の中央部に臨み、これらを
囲むようにして2本の吸気バルブ8と2本の排気バルブ
9が設けられる。
【0005】コントロールユニットは、図18に示すよ
うに、同一サイクルにて噴射パルス幅Tを3回に分割し
て出力し、1回目の噴射パルス幅T1が2回目の噴射パ
ルス幅T2より長く設定され、2回目の噴射パルス幅T2
が3回目の噴射パルス幅T3より長く設定される。1回
目の噴射パルス幅T1は吸気行程から圧縮行程の前半に
かけて出力され、2回目の噴射パルス幅T2と3回目の
噴射パルス幅T3は圧縮行程の後半に出力される。
【0006】この場合、図15に示すように、吸気行程
の後半から圧縮行程の前半にかけて1回目の噴射パルス
によって噴射された燃料噴霧2は空気と混合して燃焼室
1の広い範囲に分布する希薄混合気をつくる。この希薄
混合気は図16に示すように、圧縮行程の後半に2回目
の噴射パルスによって噴射された燃料噴霧3と重なると
ともに、図17に示すように、3回目の噴射パルスによ
って噴射された燃料噴霧4と重なることにより、可燃混
合比の混合気が点火プラグ7の近傍につくられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の筒内直接噴射式火花点火エンジンにおいて、
多段噴射した燃料噴霧を重ね合わせて可燃混合比の混合
気が点火プラグ7の近傍につくられるため、燃料噴射弁
6を燃焼室1の中央部に臨ませ、圧縮行程にて燃料噴霧
による混合気が安定的な形状を維持する必要があり、限
られた条件でしか混合気の成層化がはかれないという問
題点があった。
【0008】例えば図19に示すように、燃焼室1にス
ワールが生起される場合、スワールの空気流動によって
燃料噴霧が撹拌、分散され、点火プラグ7の近傍に着火
可能な混合気を集めることができない。
【0009】図20にスワールの流れ方向(図19のA
−A線)に沿う断面における混合気濃度分布を示してい
るが、3回に分割された燃料噴射パルス信号によって噴
射された燃料噴霧がつくる混合気が分散し、点火プラグ
7の近傍に分布する混合気も可燃混合気濃度に達しな
い。
【0010】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、筒内直噴式火花点火エンジンの燃料噴射制御
装置において、燃料を多段階に噴射して燃焼性を改善す
ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の筒内直
噴式火花点火エンジンの燃料噴射制御装置は、シリンダ
内の混合気に点火する点火プラグと、シリンダ内に燃料
を噴射する燃料噴射弁と、燃料噴射弁を開弁させる燃料
噴射パルス信号を出力する筒内直噴式火花点火エンジン
の燃料噴射制御装置において、圧縮行程にて出力される
燃料噴射パルス信号を複数に分割し、分割された燃料噴
射パルス信号のうち1回目の燃料噴射パルス幅を2回目
以降の燃料噴射パルス幅より長く設定し、1回目の燃料
噴射パルス信号によって噴射された燃料噴霧が点火プラ
グの近傍に可燃混合比の混合気をつくる構成とした。
【0012】請求項2に記載の筒内直噴式火花点火エン
ジンの燃料噴射制御装置は、請求項1に記載の発明にお
いて、前記同一サイクルにて分割された燃料噴射パルス
幅に対してその間に設けられる噴射パルス停止幅を短く
設定し、燃料噴射弁から燃料噴霧を間欠的に噴射する構
成とした。
【0013】請求項3に記載の筒内直噴式火花点火エン
ジンの燃料噴射制御装置は、請求項1または2に記載の
発明において、前記シリンダ内にタンブルを生起するタ
ンブル生起手段を備え、燃料噴射弁からタンブルの流れ
方向に燃料を噴射する構成とした。
【0014】請求項4に記載の筒内直噴式火花点火エン
ジンの燃料噴射制御装置は、請求項1または2に記載の
発明において、前記シリンダ内にスワールを生起するス
ワール生起手段を備え、燃料噴射弁からスワールの流れ
方向に燃料を噴射する構成とした。
【0015】
【発明の作用および効果】請求項1に記載の筒内直噴式
火花点火エンジンの燃料噴射制御装置において、圧縮行
程にて分割された燃料噴射パルス信号のうち1回目の燃
料噴射パルス幅を2回目以降の燃料噴射パルス幅より長
く設定し、1回目の燃料噴射パルス信号によって噴射さ
れた燃料噴霧が点火プラグの近傍に可燃混合比の混合気
をつくり、広い運転条件にわたって混合気の成層化がは
かれ、燃料噴射弁の取付け位置等に対する制約を少なく
する。
【0016】例えば同一サイクルにおける噴射パルス幅
Tを3回に分割して出力する場合、1回目の噴射パルス
によって噴射された燃料噴霧は、2回目、3回目の噴射
パルスによって噴射された燃料噴霧に比べて燃焼室で拡
散する期間が長いが、噴射量が多いために混合気塊が適
度に拡散する。これにより、可燃混合比の混合気が点火
時期を迎える点火プラグの近傍に到達し、混合気の成層
化がはかれ、エミッションを改善するとともに、燃費の
低減がはかれる。
【0017】2回目、3回目の噴射パルスによって噴射
された燃料噴霧は、燃焼室で拡散する期間が次第に短く
なるが、1回目の噴射パルスによって噴射された燃料噴
霧に比べて噴射量が少ないため、混合気塊と空気との接
触面積が増え、燃料噴霧の拡散が十分に行われ、可燃混
合比の混合気が点火プラグの近傍に到達し、すす等の排
出量を減らすことができる。
【0018】請求項2に記載の筒内直噴式火花点火エン
ジンの燃料噴射制御装置において、同一サイクルにて分
割された燃料噴射パルス幅に対してその間に設けられる
噴射パルス停止幅が短くなるように設定し、燃料噴射弁
から燃料噴霧を間欠的に噴射することにより、燃焼室に
おいて混合比が形成される領域を点火プラグの近傍の狭
い範囲に限定することが可能となり、混合気を希薄化す
る成層燃焼領域を拡大して、エミッションを改善すると
ともに、燃費の低減がはかれる。
【0019】請求項3に記載の筒内直噴式火花点火エン
ジンの燃料噴射制御装置において、燃料噴射弁の燃料噴
射方向が、タンブルの流れ方向に沿っているため、段階
的に噴射された燃料噴霧はタンブルと共に旋回し、互い
にほぼ連続した混合気塊を点火プラグの近傍につくり、
燃焼室において混合気の成層化がはかれ、着火が確実に
行われるとともに、燃焼性を高められる。
【0020】請求項4に記載の筒内直噴式火花点火エン
ジンの燃料噴射制御装置において、燃料噴射弁の燃料噴
射方向が、スワールの流れ方向に沿っているため、段階
的に噴射された燃料噴霧はスワールと共に旋回し、互い
にほぼ連続した混合気塊を点火プラグの近傍につくり、
燃焼室において混合気の成層化がはかれ、着火が確実に
行われるとともに、燃焼性を高められる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。
【0022】図1に示すように、シリンダヘッドとピス
トン5の間に燃焼室1が画成される。点火プラグ7が燃
焼室1の中央部に臨み、ペントルーフ型に傾斜する燃焼
室天井壁には2本の吸気バルブ8と2本の排気バルブ9
が点火プラグ7を挟むようにして互いに対向して設けら
れる。
【0023】燃焼室天井壁にはその側部から燃焼室1に
臨む燃料噴射弁6が設けられる。燃料噴射弁6は各吸気
バルブ8の側方で、かつ各吸気バルブ8の間に位置して
燃焼室1に臨んでいる。
【0024】燃料噴射弁6から所定のタイミングで燃焼
室1に噴射される燃料噴霧は、各吸気バルブ8が開かれ
るのに伴って吸気ポートからシリンダに吸入される空気
と混合する。シリンダに形成された混合気はピストン5
で圧縮された状態で点火プラグ7を介して燃料が着火燃
焼する。燃焼したガスはピストン5を下降させてクラン
クシャフトを介して回転力を取り出した後、ピストン5
が上昇する排気行程中に排気バルブ8が開かれるのに伴
って各排気ポートから排出される。これらの各行程が連
続して繰り返される。
【0025】本実施形態において、各吸気ポートに均等
に分流してシリンダ内に流入する吸気流は、図中矢印で
示すように、ピストン5の冠部上でシリンダ中心線と直
交する軸を中心に旋回するタンブルを生起する。
【0026】燃料噴射弁6の燃料噴射方向はタンブルの
吸気流れ方向と略同一方向に設定される。図3、図4に
示すように、燃料噴射弁6から噴射される燃料噴霧は、
燃料噴射弁6の中心線Iを中心とする円錐状に拡がる。
【0027】燃料噴射弁6はその開弁時期(燃料噴射時
期)と開弁期間(燃料噴射量)が図示しないコントロー
ルユニットにより運転状態に応じて制御される。コント
ロールユニットは、演算された燃料噴射量に対応するパ
ルス信号を燃料噴射弁6の駆動回路(図示せず)に出力
する。これに伴って、駆動回路からパルス信号に対応す
る駆動電流が燃料噴射弁6のアクチュエータに送られ、
燃料噴射弁6のニードルがリフトして噴口を開弁する。
燃料噴射パルスが長いほど、燃料噴射弁6の開弁期間が
長くなり、燃料噴射量が増えるようになっている。
【0028】コントロールユニットは、所定の均質燃焼
領域で燃料噴射時期をピストン5が下降する吸気行程に
設定するとともに、空燃比を理論空燃比を中心とした狭
い範囲に収める。一方、所定の成層燃焼領域で燃料噴射
時期をピストン5が上昇する圧縮行程の後半に設定する
とともに、空燃比を理論空燃比より希薄側に制御する。
【0029】コントロールユニットは、成層燃焼領域で
は、同一サイクルで出力されるパルス信号を複数に分割
し、燃料噴射弁6からの燃料噴射を多段階に行う構成と
する。そして同一サイクルにて複数回に分割された燃料
噴射パルス幅が噴射後期になるのにしたがって次第に短
くなるように設定される。すなわち、図5に示すよう
に、噴射パルス幅Tを3回に分割して出力する場合、1
回目の噴射パルス幅T1が2回目の噴射パルス幅T2より
長く設定され、2回目の噴射パルス幅T2が3回目の噴
射パルス幅T3より長く設定される。
【0030】さらに、同一サイクルにて分割された各燃
料噴射パルス幅に対してその間に設けられる噴射パルス
停止幅が短くなるように設定され、同一サイクルにて燃
料噴射弁6から燃料噴霧がその途中で途絶えることなく
間欠的に噴射される構成とする。すなわち、図5に示す
ように、噴射パルス幅を3回に分割して出力する場合、
1回目のパルス停止幅I1が2回目の噴射パルス幅T2
り短く設定され、2回目のパルス停止幅I2が3回目の
噴射パルス幅T3より短く設定される。
【0031】図6はタンブルの流れ方向(図2のA−A
線)に沿う断面における混合気濃度分布を示している。
3回に分割された燃料噴射パルス信号によって噴射され
た燃料噴霧がつくる混合気が分布する。
【0032】図6において、同一ストロークにて分割さ
れた3つの燃料噴射パルス信号によって噴射された燃料
噴霧はいずれも独立して可燃混合気濃度に収まる混合気
をつくり、1回目の燃料噴射パルス信号によって噴射さ
れた燃料噴霧が点火時期を迎える点火プラグ7の近傍に
可燃混合気濃度に収まる混合気をつくる構成とする。
【0033】図8のフローチャートは燃料噴射パルス信
号を制御するルーチンを示しており、コントロールユニ
ットにおいて一定周期毎に実行される。
【0034】これについて説明すると、まずステップ1
にて、エンジン回転数、エンジン負荷等の運転条件を検
出する。
【0035】続いてステップ2に進んで、エンジン回転
数、エンジン負荷等の検出値に応じて燃料噴射パルス幅
Tを算出する。
【0036】続いてステップ3に進んで、燃料噴射パル
ス幅Tを副数回に分割する。これは、図7に示すよう
に、噴射パルス幅を3回に分割して出力する場合、1回
目の噴射パルス幅T1と2回目の噴射パルス幅T2および
3回目の噴射パルス幅T3による各噴射量の合計値T1
2+T3が噴射パルス幅Tになるように算出される。
【0037】続いてステップ4に進んで、エンジン回転
数、エンジン負荷等の検出値に応じた噴射開始時期もし
くは噴射終了時期から、分割された各噴射パルス信号を
出力する噴射開始クランク角度を算出する。
【0038】続いてステップ5に進んで、算出された噴
射開始クランク角度が来るとコントロールユニットから
駆動回路にパルス信号を出力して燃料噴射弁6を開弁さ
せ、本ルーチンを終了する。
【0039】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
【0040】エンジン30の負荷または回転数が所定値
以下の成層燃焼領域で、図1、図2に示すように、ピス
トン5が上昇する圧縮行程の後半に燃料噴射弁6から燃
料が多段階に噴射される。吸気行程でシリンダ内に生起
されたタンブルは圧縮行程の後半まで持続しているた
め、燃料噴射弁6から噴射された燃料噴霧はタンブルと
共に旋回する。
【0041】燃料噴射弁6から燃料が多段階に噴射され
ることにより、燃料噴射弁6から燃料が連続的に噴射さ
れる場合に比べて、混合気の燃料濃度が高くなり過ぎる
ことが抑えられ、すす等の排出量を減らすことができ
る。
【0042】同一サイクルにおける噴射パルス信号を3
回に分割して出力する。この場合、1回目の噴射パルス
信号によって噴射された燃料噴霧2は、2回目、3回目
の噴射パルス信号によって噴射された燃料噴霧3,4に
比べて燃焼室1でタンブルと共に旋回する期間が長い
が、噴射量が多いために混合気塊が適度に拡散し、可燃
混合比の混合気が点火時期を迎える点火プラグ7の近傍
に到達する。
【0043】2回目、3回目の噴射パルス信号によって
噴射された燃料噴霧3,4は、タンブルと共に拡散する
期間が短いが、1回目の噴射パルス信号によって噴射さ
れた燃料噴霧に比べて噴射量が少ないため、混合気塊と
空気との接触面積が増え、燃料噴霧の拡散が十分に行わ
れ、可燃混合比の混合気が分布し、すす等の排出量を減
らすことができる。
【0044】燃料噴射弁6の燃料噴射方向が、タンブル
の流れ方向に沿っているため、1回目、2回目、3回目
の噴射パルス信号によって噴射された燃料噴霧2,3,
4はタンブルと共に旋回する。図6に混合気濃度の分布
を示すように、互いにほぼ連続した混合気塊を点火プラ
グ7の近傍につくり、燃焼室1において混合気の成層化
がはかれ、着火が確実に行われるとともに、燃焼性を高
められる。
【0045】また、同一サイクルにおける噴射パルス幅
Tを複数に分割して出力し、1回目の噴射パルス幅を、
2回目、3回目の噴射パルス幅より長く設定する場合に
比べて、混合気の外縁部が拡散して可燃混合比を超えて
希薄化することが抑えられ、未燃焼HC量を減らすこと
ができる。
【0046】1回目のパルス停止幅I1が2回目の噴射
パルス幅T2より短く設定され、2回目のパルス停止幅
2が3回目の噴射パルス幅T3より短く設定されること
により、燃焼室1において混合比が形成される領域を点
火プラグ7の近傍の狭い範囲に限定することが可能とな
り、混合気を希薄化する成層燃焼領域を拡大して、エミ
ッションを改善するとともに、燃費の低減がはかれる。
【0047】次に、図9〜図14に示す実施形態につい
て説明する。なお、図1〜図6との対応部分には同一符
号を付す。
【0048】本実施形態において、吸気通路に一方の吸
気ポートの吸気流速を高めるスワールコントロールバル
ブを備え、図10に矢印で示すように、ピストン5の冠
部上でシリンダ中心線を軸として旋回するスワールを生
起するようになっている。
【0049】燃料噴射弁6の燃料噴射方向はスワールの
吸気流れ方向と略同一方向に設定される。すなわち、図
11、図12に示すように、燃料噴射弁6から噴射され
る燃料噴霧は、燃料噴射弁6の中心線Iに対してスワー
ルの旋回方向に傾斜した軸を中心に円錐状に拡がる。
【0050】コントロールユニットは、成層燃焼領域に
おいて、同一サイクルにてパルス信号を副数に分割して
出力し、燃料噴射弁6からの燃料噴射を多段階に行う構
成とする。
【0051】同一サイクルにて複数回に分割された燃料
噴射パルス幅が噴射後期になるのにしたがって次第に短
くなるように設定される。すなわち、図13に示すよう
に、噴射パルス幅Tを3回に分割して出力する場合、1
回目の噴射パルス幅T1が2回目の噴射パルス幅T2より
長く設定され、2回目の噴射パルス幅T2が3回目の噴
射パルス幅T3より長く設定される。
【0052】さらに、同一サイクルにて分割された各燃
料噴射パルス幅に対してその間に設けられる噴射パルス
停止幅が短くなるように設定され、同一サイクルにて燃
料噴射弁6から燃料噴霧がその途中で途絶えることな
く、間欠的に噴射される構成とする。すなわち、図13
に示すように、噴射パルス幅を3回に分割して出力する
場合、1回目のパルス停止幅I1が2回目の噴射パルス
幅T2より短く設定され、2回目のパルス停止幅I2が3
回目の噴射パルス幅T3より短く設定される。
【0053】図14はスワールの流れ方向(図2のA−
A線)に沿う断面における混合気濃度分布を示してい
る。3回に分割された燃料噴射パルス信号によって噴射
された燃料噴霧がつくる混合気が分布する。
【0054】図14において、同一ストロークにて分割
された3つの燃料噴射パルス信号によって噴射された燃
料噴霧はいずれも独立して可燃混合気濃度に収まる混合
気をつくり、1回目の燃料噴射パルス信号によって噴射
された燃料噴霧が点火時期を迎える点火プラグ7の近傍
に可燃混合気濃度に収まる混合気をつくる構成とする。
【0055】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
【0056】エンジン30の負荷または回転数が所定値
以下の成層燃焼領域で、図9、図10に示すように、ピ
ストン5が上昇する圧縮行程の後半に燃料噴射弁6から
燃料が多段階に噴射される。吸気行程でシリンダ内に生
起されたスワールは圧縮行程の後半まで持続しているた
め、燃料噴射弁6から噴射された燃料噴霧はスワールと
共に旋回する。
【0057】燃料噴射弁6から燃料が多段階に噴射され
ることにより、燃料噴射弁6から燃料が連続的に噴射さ
れる場合に比べて、混合気の燃料濃度が高くなり過ぎる
ことが抑えられ、すす等の排出量を減らすことができ
る。
【0058】同一サイクルにおける噴射パルス信号を3
回に分割して出力する。この場合、1回目の噴射パルス
信号によって噴射された燃料噴霧2は、2回目、3回目
の噴射パルス信号によって噴射された燃料噴霧3,4に
比べて燃焼室1でスワールと共に旋回する期間が長い
が、噴射量が多いために混合気塊が適度に拡散し、可燃
混合比の混合気が点火時期を迎える点火プラグ7の近傍
に到達する。
【0059】2回目、3回目の噴射パルス信号によって
噴射された燃料噴霧3,4は、スワールと共に拡散する
期間が短いが、1回目の噴射パルス信号によって噴射さ
れた燃料噴霧に比べて噴射量が少ないため、混合気塊と
空気との接触面積が増え、燃料噴霧の拡散が十分に行わ
れ、可燃混合比の混合気が分布し、すす等の排出量を減
らすことができる。
【0060】燃料噴射弁6の燃料噴射方向が、スワール
の流れ方向に沿っているため、1回目、2回目、3回目
の噴射パルス信号によって噴射された燃料噴霧2,3,
4はスワールと共に旋回する。図6に混合気濃度の分布
を示すように、互いにほぼ連続した混合気塊を点火プラ
グ7の近傍につくり、燃焼室1において混合気の成層化
がはかれ、着火が確実に行われるとともに、燃焼性を高
められる。
【0061】また、同一サイクルにおける噴射パルス幅
Tを複数に分割して出力し、1回目の噴射パルス幅を、
2回目、3回目の噴射パルス幅より長く設定する場合に
比べて、混合気の外縁部が拡散して可燃混合比を超えて
希薄化することが抑えられ、未燃焼HC量を減らすこと
ができる。
【0062】1回目のパルス停止幅I1が2回目の噴射
パルス幅T2より短く設定され、2回目のパルス停止幅
2が3回目の噴射パルス幅T3より短く設定されること
により、燃焼室1において混合比が形成される領域を点
火プラグ7の近傍の狭い範囲に限定することが可能とな
り、混合気を希薄化する成層燃焼領域を拡大して、エミ
ッションを改善するとともに、燃費の低減がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す燃焼室の断面図。
【図2】同じく燃焼室の平面図。
【図3】同じく燃料噴霧の形態を示す正面図。
【図4】同じく燃料噴霧の形態を示す平面図。
【図5】同じく燃料噴射パルス信号を示す図。
【図6】同じく混合気濃度の分布図。
【図7】同じく燃料噴射パルス幅の算出方法を示す図。
【図8】同じく燃料噴射弁の制御内容を示すフローチャ
ート。
【図9】他の実施形態を示す燃焼室の断面図。
【図10】同じく燃焼室の平面図。
【図11】同じく燃料噴霧の形態を示す正面図。
【図12】同じく燃料噴霧の形態を示す平面図。
【図13】同じく燃料噴射パルス信号を示す図。
【図14】同じく混合気濃度の分布図。
【図15】従来例を示す燃焼室の断面図。
【図16】同じく燃焼室の断面図。
【図17】同じく燃焼室の断面図。
【図18】同じく燃料噴射パルス信号を示す図。
【図19】同じく燃焼室の平面図。
【図20】同じく混合気濃度の分布図。
【符号の説明】
1 燃焼室 5 ピストン 6 燃料噴射弁 7 点火プラグ 8 吸気バルブ 9 排気バルブ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダ内の混合気に点火する点火プラグ
    と、 シリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、 燃料噴射弁を開弁させる燃料噴射パルス信号を出力する
    筒内直噴式火花点火エンジンの燃料噴射制御装置におい
    て、 圧縮行程にて出力される燃料噴射パルス信号を複数に分
    割し、 分割された燃料噴射パルス信号のうち1回目の燃料噴射
    パルス幅を2回目以降の燃料噴射パルス幅より長く設定
    し、 1回目の燃料噴射パルス信号によって噴射された燃料噴
    霧が点火プラグの近傍に可燃混合比の混合気をつくる構
    成としたことを特徴とする筒内直噴式火花点火エンジン
    の燃料噴射制御装置。
  2. 【請求項2】前記分割された燃料噴射パルス幅に対して
    その間に設けられる噴射パルス停止幅を短く設定し、 燃料噴射弁から燃料噴霧を間欠的に噴射する構成とした
    ことを特徴とする請求項1に記載の筒内直噴式火花点火
    エンジンの燃料噴射制御装置。
  3. 【請求項3】前記シリンダ内にタンブルを生起するタン
    ブル生起手段を備え、 燃料噴射弁からタンブルの流れ方向に燃料を噴射する構
    成としたことを特徴とする請求項1または2に記載の筒
    内直噴式火花点火エンジンの燃料噴射制御装置。
  4. 【請求項4】前記シリンダ内にスワールを生起するスワ
    ール生起手段を備え、 燃料噴射弁からスワールの流れ方向に燃料を噴射する構
    成としたことを特徴とする請求項1または2に記載の筒
    内直噴式火花点火エンジンの燃料噴射制御装置。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000077359A1 (fr) * 1999-06-11 2000-12-21 Hitachi, Ltd. Moteur a injection directe et procede de combustion destine audit moteur
EP1223329A2 (en) 2001-01-09 2002-07-17 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel injection control device for direct injection spark-ignition engine
WO2004027237A2 (de) 2002-09-12 2004-04-01 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum betrieb einer fremdgezündeten brennkraftmaschine
FR2849898A1 (fr) * 2003-01-13 2004-07-16 Renault Sa Procede de commande de moteur a combustion interne et moteur a combustion interne
WO2004099598A1 (de) * 2003-05-09 2004-11-18 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum betrieb einer fremdgezündeten brennkraftmaschine
FR2861429A1 (fr) * 2003-10-01 2005-04-29 Bosch Gmbh Robert Procede d'emission de largeurs d'impulsions d'injection d'un moteur a combustion interne et appareil pour la mise en oeuvre du procede
US7360522B2 (en) 2006-07-25 2008-04-22 General Electric Company System and method for operating a turbo-charged engine
JP2009508048A (ja) * 2005-09-17 2009-02-26 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト 外部点火内燃機関の運転方法
JP2009515087A (ja) * 2005-11-08 2009-04-09 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト 火花点火内燃機関の冷間運転のための方法
WO2016013432A1 (en) * 2014-07-23 2016-01-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine
JP2016130495A (ja) * 2015-01-14 2016-07-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
WO2016140150A1 (ja) * 2015-03-05 2016-09-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁、燃料噴射弁の制御装置、及び制御方法
JP2019039358A (ja) * 2017-08-25 2019-03-14 マツダ株式会社 エンジンの制御装置

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6659075B1 (en) 1999-06-11 2003-12-09 Hitachi, Ltd. Cylinder injection engine and method of combusting engine
WO2000077359A1 (fr) * 1999-06-11 2000-12-21 Hitachi, Ltd. Moteur a injection directe et procede de combustion destine audit moteur
EP1223329A2 (en) 2001-01-09 2002-07-17 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel injection control device for direct injection spark-ignition engine
US7314036B2 (en) 2002-09-12 2008-01-01 Daimlerchrysler Ag Methods for operating a spark-ignition internal combustion engine
WO2004027237A2 (de) 2002-09-12 2004-04-01 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum betrieb einer fremdgezündeten brennkraftmaschine
WO2004027237A3 (de) * 2002-09-12 2004-05-06 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum betrieb einer fremdgezündeten brennkraftmaschine
FR2849898A1 (fr) * 2003-01-13 2004-07-16 Renault Sa Procede de commande de moteur a combustion interne et moteur a combustion interne
US7404390B2 (en) 2003-05-09 2008-07-29 Daimler Ag Method for operating an externally ignited internal combustion engine
WO2004099598A1 (de) * 2003-05-09 2004-11-18 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum betrieb einer fremdgezündeten brennkraftmaschine
FR2861429A1 (fr) * 2003-10-01 2005-04-29 Bosch Gmbh Robert Procede d'emission de largeurs d'impulsions d'injection d'un moteur a combustion interne et appareil pour la mise en oeuvre du procede
JP2009508048A (ja) * 2005-09-17 2009-02-26 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト 外部点火内燃機関の運転方法
JP2009515087A (ja) * 2005-11-08 2009-04-09 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト 火花点火内燃機関の冷間運転のための方法
JP4689723B2 (ja) * 2005-11-08 2011-05-25 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト 火花点火内燃機関の冷間運転のための方法
US7360522B2 (en) 2006-07-25 2008-04-22 General Electric Company System and method for operating a turbo-charged engine
WO2016013432A1 (en) * 2014-07-23 2016-01-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine
JP2016130495A (ja) * 2015-01-14 2016-07-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
WO2016140150A1 (ja) * 2015-03-05 2016-09-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁、燃料噴射弁の制御装置、及び制御方法
JPWO2016140150A1 (ja) * 2015-03-05 2017-11-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁、燃料噴射弁の制御装置、及び制御方法
CN107429624A (zh) * 2015-03-05 2017-12-01 日立汽车系统株式会社 燃料喷射阀、燃料喷射阀的控制装置和控制方法
US20180010547A1 (en) * 2015-03-05 2018-01-11 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Fuel Injection Valve, Control Device for Fuel Injection Valve, and Control Method
EP3267018A4 (en) * 2015-03-05 2018-12-05 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Fuel injection valve, control device for fuel injection valve, and control method
JP2019039358A (ja) * 2017-08-25 2019-03-14 マツダ株式会社 エンジンの制御装置

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