JPH0571786B2 - - Google Patents
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- JPH0571786B2 JPH0571786B2 JP59135678A JP13567884A JPH0571786B2 JP H0571786 B2 JPH0571786 B2 JP H0571786B2 JP 59135678 A JP59135678 A JP 59135678A JP 13567884 A JP13567884 A JP 13567884A JP H0571786 B2 JPH0571786 B2 JP H0571786B2
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- Japan
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- fuel
- fuel injection
- exhaust gas
- valve
- air
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- Expired - Lifetime
Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D43/00—Conjoint electrical control of two or more functions, e.g. ignition, fuel-air mixture, recirculation, supercharging or exhaust-gas treatment
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、燃料噴射弁から燃料を噴射させてシ
リンダ内に供給するようにした燃料噴射装置付エ
ンジンに関し、特に、燃料噴射を吸気行程の所定
期間内で行わせるようにしたものに関する。
リンダ内に供給するようにした燃料噴射装置付エ
ンジンに関し、特に、燃料噴射を吸気行程の所定
期間内で行わせるようにしたものに関する。
（従来技術）
従来より、この種の燃料噴射装置付エンジンと
して、例えば特開昭56−148636号公報等により開
示されているように、吸気弁を介して燃焼室に連
通する吸気通路に燃料噴射弁を配設し、低負荷域
では吸気行程の後半に上記燃料噴射弁から燃料を
噴射させることにより、点火栓が位置する燃焼室
内上部に混合気を偏在させて成層化するととも
に、燃焼室内に吸入される吸気にスワールを付与
し、このスワールによつて上記成層化された混合
気の圧縮行程における拡散を抑制して爆発膨張行
程で成層燃焼を行わせるようにしたものが知られ
ている。
して、例えば特開昭56−148636号公報等により開
示されているように、吸気弁を介して燃焼室に連
通する吸気通路に燃料噴射弁を配設し、低負荷域
では吸気行程の後半に上記燃料噴射弁から燃料を
噴射させることにより、点火栓が位置する燃焼室
内上部に混合気を偏在させて成層化するととも
に、燃焼室内に吸入される吸気にスワールを付与
し、このスワールによつて上記成層化された混合
気の圧縮行程における拡散を抑制して爆発膨張行
程で成層燃焼を行わせるようにしたものが知られ
ている。
そして、上記成層燃焼により、燃焼室の上層に
燃料を偏在させて点火プラグ近傍に着火に必要な
空燃比を確保でき、下層は空気のみまたは非常に
稀薄な混合気でも良好な燃焼性を得ることができ
ることから、全体としての空燃比のリーン化が図
れ、燃費が改善できるとともに、未燃焼成分の排
出が抑制できてエミツシヨン性の向上が図れるな
どの利点を有するものである。
燃料を偏在させて点火プラグ近傍に着火に必要な
空燃比を確保でき、下層は空気のみまたは非常に
稀薄な混合気でも良好な燃焼性を得ることができ
ることから、全体としての空燃比のリーン化が図
れ、燃費が改善できるとともに、未燃焼成分の排
出が抑制できてエミツシヨン性の向上が図れるな
どの利点を有するものである。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、このような成層燃焼を行う燃料噴射
装置付エンジンにおいて、その低負荷時に吸気行
程で排気ガスの一部をシリンダ内に供給して排気
ガス中のNOxを低減させるいわゆる排気還流を
行う場合に、通常行われているように、吸気行程
の全期間に亘つてシリンダ内に排気ガスを供給し
たときには、シリンダ上部に位置する点火栓近傍
に混合気と共に還流排気ガスが分布するようにな
り、その不活性な還流排気ガスにより点火栓から
の火種が不安定となつて着火性が低下するという
問題が生じる。
装置付エンジンにおいて、その低負荷時に吸気行
程で排気ガスの一部をシリンダ内に供給して排気
ガス中のNOxを低減させるいわゆる排気還流を
行う場合に、通常行われているように、吸気行程
の全期間に亘つてシリンダ内に排気ガスを供給し
たときには、シリンダ上部に位置する点火栓近傍
に混合気と共に還流排気ガスが分布するようにな
り、その不活性な還流排気ガスにより点火栓から
の火種が不安定となつて着火性が低下するという
問題が生じる。
そこで、上記の如く、エンジンの吸気行程で燃
料噴射と共に排気還流を行う場合に、排気ガスの
供給終了時期を燃料噴射弁からの燃料噴射終了時
期よりも所定期間前に設定することにより、シリ
ンダ上部に位置する点火栓近傍には混合気のみを
分布させて、点火栓からの安定した火種を確保で
きるようにし、排気還流に伴うエンジンの着火性
の低下を防止するようにすることが考えられる。
料噴射と共に排気還流を行う場合に、排気ガスの
供給終了時期を燃料噴射弁からの燃料噴射終了時
期よりも所定期間前に設定することにより、シリ
ンダ上部に位置する点火栓近傍には混合気のみを
分布させて、点火栓からの安定した火種を確保で
きるようにし、排気還流に伴うエンジンの着火性
の低下を防止するようにすることが考えられる。
ところが、成層燃焼を行うエンジンは、上述の
如く混合気の空燃比を全体としてリーン化してい
るので、上記のように排気還流を燃料噴射終了時
期以前に終了させて点火栓近傍に混合気のみを分
布させても、該混合気の空気過剰率は１になら
ず、着火性のより一層の向上を図る点でさらに改
良の余地がある。
如く混合気の空燃比を全体としてリーン化してい
るので、上記のように排気還流を燃料噴射終了時
期以前に終了させて点火栓近傍に混合気のみを分
布させても、該混合気の空気過剰率は１になら
ず、着火性のより一層の向上を図る点でさらに改
良の余地がある。
本発明はかかる諸点に鑑み、上記の考え方をさ
らに推し進めてなされたものであり、その目的と
するところは、エンジンの吸気行程の所定期間内
に燃料噴射弁から噴射させる燃料噴射量を排気還
流の終了時期以前では減らし、排気還流が終了す
ると上記減量した分だけ増量させるようにするこ
とにより、点火栓近傍に分布する混合気の空燃比
をリツチ化してその空気過剰率は１に近付けるよ
うにし、よつて成層燃焼を行う燃料噴射装置付エ
ンジンに供給する混合気の空燃比を全体としてリ
ーン状態に保つて燃費の低減を図りつつ、排気還
流によるNOxの低減および着火性のより一層の
向上を図ることにある。
らに推し進めてなされたものであり、その目的と
するところは、エンジンの吸気行程の所定期間内
に燃料噴射弁から噴射させる燃料噴射量を排気還
流の終了時期以前では減らし、排気還流が終了す
ると上記減量した分だけ増量させるようにするこ
とにより、点火栓近傍に分布する混合気の空燃比
をリツチ化してその空気過剰率は１に近付けるよ
うにし、よつて成層燃焼を行う燃料噴射装置付エ
ンジンに供給する混合気の空燃比を全体としてリ
ーン状態に保つて燃費の低減を図りつつ、排気還
流によるNOxの低減および着火性のより一層の
向上を図ることにある。
（問題点を解決するための手段）
上記目的を達成するために、本発明の解決手段
は、シリンダの上部に点火栓が配設されていると
ともに、シリンダ内に吸入される吸気にスワール
を生成するスワール生成手段と、吸気行程の所定
期間に燃料噴射弁から燃焼に必要な燃料を噴射さ
せる燃料噴射制御手段とを備えた燃料噴射式エン
ジンにおいて、その少なくとも低負荷時に排気の
一部をシリンダ内にその上部から供給する排気供
給手段と、上記燃料噴射制御手段による燃料噴射
が実質的に終了する時期よりも所定時間前に上記
排気供給手段による排気供給を終了させる排気供
給制御手段と、上記排気供給の終了時期から燃料
噴射の終了時期にかけて上記燃料噴射制御手段に
より噴射される燃料を排気供給の終了時期以前よ
りも増量させる燃料増量手段とを設けたものであ
る。
は、シリンダの上部に点火栓が配設されていると
ともに、シリンダ内に吸入される吸気にスワール
を生成するスワール生成手段と、吸気行程の所定
期間に燃料噴射弁から燃焼に必要な燃料を噴射さ
せる燃料噴射制御手段とを備えた燃料噴射式エン
ジンにおいて、その少なくとも低負荷時に排気の
一部をシリンダ内にその上部から供給する排気供
給手段と、上記燃料噴射制御手段による燃料噴射
が実質的に終了する時期よりも所定時間前に上記
排気供給手段による排気供給を終了させる排気供
給制御手段と、上記排気供給の終了時期から燃料
噴射の終了時期にかけて上記燃料噴射制御手段に
より噴射される燃料を排気供給の終了時期以前よ
りも増量させる燃料増量手段とを設けたものであ
る。
（作用）
上記構成により、本発明では、成層燃焼を行う
エンジンの少なくとも低負荷時に、吸気行程で排
気供給手段による排気の供給が終了した時点から
燃料噴射制御手段による燃料噴射が終了する時点
までの間の燃料噴射量の増量によりシリンダ内に
空燃比のリツチな混合気のみを供給して、該混合
気をシリンダ上部を点火栓近傍に偏在させ、かつ
この点火栓近傍への混合気の偏在をスワール生成
手段により生成されたスワールによつて圧縮行程
の終期まで維持することにより、点火栓による混
合気への着火性をより一層向上させるようにした
ものである。
エンジンの少なくとも低負荷時に、吸気行程で排
気供給手段による排気の供給が終了した時点から
燃料噴射制御手段による燃料噴射が終了する時点
までの間の燃料噴射量の増量によりシリンダ内に
空燃比のリツチな混合気のみを供給して、該混合
気をシリンダ上部を点火栓近傍に偏在させ、かつ
この点火栓近傍への混合気の偏在をスワール生成
手段により生成されたスワールによつて圧縮行程
の終期まで維持することにより、点火栓による混
合気への着火性をより一層向上させるようにした
ものである。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
第１図ないし第３図において、１はシリンダダ
ブロツク２およびシリンダヘツド３によつて形成
されたシリンダ４を有するエンジン、５はシリン
ダ４内を往復動するピストン、６は該ピストン５
によつてシリンダ４内に区画形成された燃焼室、
７は燃焼室６内に吸気を供給する吸気通路、８は
燃焼室６内の排気を排出する排気通路であつて、
上記吸気通路７および排気通路８の燃焼室６への
開口部７ａ，８ａはシリンダヘツド３に形成さ
れ、吸気通路７の開口部７ａには該開口部７ａを
開閉する吸気弁９が、排気通路８の開口部８ａに
は該開口部８ａを開閉する排気弁１０がそれぞれ
配設されている。また、上記シリンダヘツド３に
は上記吸気通路７の開口部７ａおよび排気通路８
の開口部８ａの側方部位に燃焼室６内の混合気に
点火する点火栓１１が取り付けられており、よつ
て点火栓１１および吸気通路７の開口部７ａはシ
リンダ４内の燃焼室６上部に配設されている。
ブロツク２およびシリンダヘツド３によつて形成
されたシリンダ４を有するエンジン、５はシリン
ダ４内を往復動するピストン、６は該ピストン５
によつてシリンダ４内に区画形成された燃焼室、
７は燃焼室６内に吸気を供給する吸気通路、８は
燃焼室６内の排気を排出する排気通路であつて、
上記吸気通路７および排気通路８の燃焼室６への
開口部７ａ，８ａはシリンダヘツド３に形成さ
れ、吸気通路７の開口部７ａには該開口部７ａを
開閉する吸気弁９が、排気通路８の開口部８ａに
は該開口部８ａを開閉する排気弁１０がそれぞれ
配設されている。また、上記シリンダヘツド３に
は上記吸気通路７の開口部７ａおよび排気通路８
の開口部８ａの側方部位に燃焼室６内の混合気に
点火する点火栓１１が取り付けられており、よつ
て点火栓１１および吸気通路７の開口部７ａはシ
リンダ４内の燃焼室６上部に配設されている。
上記吸気通路７には、上流側から順に、燃焼室
６に吸入される吸入空気量を検出するエアフロー
メータ１２と、同吸入空気量をコントロールする
スロツトルバルブ１３と、吸気の脈動を吸収する
サージタンク１４とは配設され、吸気通路７の上
流端はエアクリーナ１５に接続されている。
６に吸入される吸入空気量を検出するエアフロー
メータ１２と、同吸入空気量をコントロールする
スロツトルバルブ１３と、吸気の脈動を吸収する
サージタンク１４とは配設され、吸気通路７の上
流端はエアクリーナ１５に接続されている。
また、第２図および第３図に拡大詳述するよう
に、上記サージタンク１４下流の吸気通路７は隔
壁１６によつて１次側吸気通路７ｂと２次側吸気
通路７ｃとに分けられ、上記１次側吸気通路７ｂ
は通路面積が２次側吸気通路７ｃよりも小さく設
定され、かつ１次側吸気通路７ｂの下流端は吸気
弁９よりも僅かに上流側の吸気通路７にシリンダ
４の円周方向に向かうように開口されており、１
次側吸気通路７ｂを流れる吸気をその流速を速め
ながらシリンダ４内に円周方向に導入することに
より、シリンダ４内に吸気のスワールＫを生成す
るようにしたスワール生成手段１７が構成されて
いる。
に、上記サージタンク１４下流の吸気通路７は隔
壁１６によつて１次側吸気通路７ｂと２次側吸気
通路７ｃとに分けられ、上記１次側吸気通路７ｂ
は通路面積が２次側吸気通路７ｃよりも小さく設
定され、かつ１次側吸気通路７ｂの下流端は吸気
弁９よりも僅かに上流側の吸気通路７にシリンダ
４の円周方向に向かうように開口されており、１
次側吸気通路７ｂを流れる吸気をその流速を速め
ながらシリンダ４内に円周方向に導入することに
より、シリンダ４内に吸気のスワールＫを生成す
るようにしたスワール生成手段１７が構成されて
いる。
また、上記２次側吸気通路７ｃの下流端はシリ
ンダ４の中心線と略平行な方向つまりピストン５
上面に向かつて開口しており、この２次側吸気通
路７ｃを通つてシリンダ４に流入する吸気にスワ
ールＫを付与しないようにしている。また、上記
２次側吸気通路７ｃの途中には２次側吸気通路７
ｃを開閉してスワールＫの強度を制御するスワー
ル制御弁１８が配設され、該スワール制御弁１８
は図示しないアクチユエータに駆動連結されてい
て該アクチユエータによつてエンジン１の回転数
と負荷状態に応じて作動制御され、エンジン１が
低速低負荷領域にあるときには、スワール制御弁
１８が閉じることにより、吸気を１次側吸気通路
７ｂからシリンダ４内に流入させてスワールＫの
強度を強め、エンジン１が高速高負荷領域に移行
するのに伴い、スワール制御弁１８の開度が増大
することにより、２次側吸気通路７ｃからの吸気
の流入比率を高めて、シリンダ４内のスワールＫ
の強度を弱めるように構成されている。
ンダ４の中心線と略平行な方向つまりピストン５
上面に向かつて開口しており、この２次側吸気通
路７ｃを通つてシリンダ４に流入する吸気にスワ
ールＫを付与しないようにしている。また、上記
２次側吸気通路７ｃの途中には２次側吸気通路７
ｃを開閉してスワールＫの強度を制御するスワー
ル制御弁１８が配設され、該スワール制御弁１８
は図示しないアクチユエータに駆動連結されてい
て該アクチユエータによつてエンジン１の回転数
と負荷状態に応じて作動制御され、エンジン１が
低速低負荷領域にあるときには、スワール制御弁
１８が閉じることにより、吸気を１次側吸気通路
７ｂからシリンダ４内に流入させてスワールＫの
強度を強め、エンジン１が高速高負荷領域に移行
するのに伴い、スワール制御弁１８の開度が増大
することにより、２次側吸気通路７ｃからの吸気
の流入比率を高めて、シリンダ４内のスワールＫ
の強度を弱めるように構成されている。
また、上記スワール制御弁１８下流の２次側吸
気通路７ｃには主および補助の燃料噴射弁１９，
２０が燃料を燃焼室６に向けて噴射するように配
設され、該両燃料噴射弁１９，２０には図示しな
い燃圧制御装置によつて降下可能な一定の燃料圧
力が印加されており、燃料噴射弁１９，２０は入
力されるパルス信号のパルス幅に応じて開弁時間
を変えて燃料噴射量を変化させるものである。
気通路７ｃには主および補助の燃料噴射弁１９，
２０が燃料を燃焼室６に向けて噴射するように配
設され、該両燃料噴射弁１９，２０には図示しな
い燃圧制御装置によつて降下可能な一定の燃料圧
力が印加されており、燃料噴射弁１９，２０は入
力されるパルス信号のパルス幅に応じて開弁時間
を変えて燃料噴射量を変化させるものである。
一方、上記排気通路８の途中には排気を浄化す
るための触媒２１が配設され、該触媒２１上流の
排気通路８には排気還流通路２２の上流端が開口
され、該排気還流通路２２の下流端は上記吸気通
路７の１次側吸気通路７ｂに開口されている。ま
た、上記排気還流通路２２の途中には排気還流弁
２３が配設され、該排気還流弁２３は排気還流通
路２２を絞り開閉する弁体２４と、該弁体２４に
駆動連結されたダイヤフラム２５と、該ダイヤフ
ラム２５によつて区画形成された負圧室２６と、
該負圧室２６に縮装され、ダイヤフラム２５を弁
体２４の閉弁方向に付勢するスプリング２７とを
備え、上記負圧室２６はデユーテイバルブ２８を
介設した負圧流路２９を介して負圧源（図示せ
ず）に連通されている。而して、排気通路８を流
れる排気の一部を排気還流弁２３によつて流量制
御しながら吸気通路７の１次側吸気通路７ｂに流
入させてシリンダ４の燃焼室６に供給するように
した排気供給手段３０が構成されている。
るための触媒２１が配設され、該触媒２１上流の
排気通路８には排気還流通路２２の上流端が開口
され、該排気還流通路２２の下流端は上記吸気通
路７の１次側吸気通路７ｂに開口されている。ま
た、上記排気還流通路２２の途中には排気還流弁
２３が配設され、該排気還流弁２３は排気還流通
路２２を絞り開閉する弁体２４と、該弁体２４に
駆動連結されたダイヤフラム２５と、該ダイヤフ
ラム２５によつて区画形成された負圧室２６と、
該負圧室２６に縮装され、ダイヤフラム２５を弁
体２４の閉弁方向に付勢するスプリング２７とを
備え、上記負圧室２６はデユーテイバルブ２８を
介設した負圧流路２９を介して負圧源（図示せ
ず）に連通されている。而して、排気通路８を流
れる排気の一部を排気還流弁２３によつて流量制
御しながら吸気通路７の１次側吸気通路７ｂに流
入させてシリンダ４の燃焼室６に供給するように
した排気供給手段３０が構成されている。
さらに、上記排気還流弁２３下流の排気還流通
路２２には該排気還流通路２２を開閉するロータ
リバルブ３１が配設され、該ロータリバルブ３１
はその開弁時期を調整するバルブタイミング可変
機構３２を介してエンジン１に駆動連結されてい
る。
路２２には該排気還流通路２２を開閉するロータ
リバルブ３１が配設され、該ロータリバルブ３１
はその開弁時期を調整するバルブタイミング可変
機構３２を介してエンジン１に駆動連結されてい
る。
そして、上記主および補助の燃料噴射弁１９，
２０、排気還流弁２３制御用のデユーテイバルブ
２８、ロータリバルブ３１制御用の可変機構３２
および燃圧制御装置を作動制御するための制御シ
ステムを説明すると、３３は上記スロツトルバル
ブ１３のバルブ開度を検出するスロツトルセン
サ、３４はデイストリビユータ３５の回転角から
エンジン１のクランク角を検出するクランク角セ
ンサ、３６はこれらスロツトルセンサ３３、クラ
ンク角センサ３４および上記エアフローメータ１
２の出力信号を受けて燃料噴射弁１９，２０、デ
ユーテイバルブ２８、可変機構３２および燃圧制
御装置を制御するCPUを内蔵したコントローラ
であつて、該コントローラ３６により、上記クラ
ンク角センサ３４からのクランク角信号およびエ
アフローメータ１２からのエアフロー信号に基づ
いてエンジン１の回転数および負荷状態を検出
し、それを予め設定記憶されている燃料マツプと
照合して基本燃料噴射量を決定するとともに、該
基本燃料噴射量をスロツトルセンサ３３からのス
ロツトル信号に応じて補正して実行燃料噴射量を
決定し、該実行燃料噴射量に対応したパルス幅の
信号をエンジン１の吸気行程の所定期間に主およ
び補助燃料噴射弁１９，２０に出力して該両燃料
噴射弁１９，２０から燃焼に必要な燃料を噴射さ
せるようにした燃料噴射制御手段３７が構成され
ている。
２０、排気還流弁２３制御用のデユーテイバルブ
２８、ロータリバルブ３１制御用の可変機構３２
および燃圧制御装置を作動制御するための制御シ
ステムを説明すると、３３は上記スロツトルバル
ブ１３のバルブ開度を検出するスロツトルセン
サ、３４はデイストリビユータ３５の回転角から
エンジン１のクランク角を検出するクランク角セ
ンサ、３６はこれらスロツトルセンサ３３、クラ
ンク角センサ３４および上記エアフローメータ１
２の出力信号を受けて燃料噴射弁１９，２０、デ
ユーテイバルブ２８、可変機構３２および燃圧制
御装置を制御するCPUを内蔵したコントローラ
であつて、該コントローラ３６により、上記クラ
ンク角センサ３４からのクランク角信号およびエ
アフローメータ１２からのエアフロー信号に基づ
いてエンジン１の回転数および負荷状態を検出
し、それを予め設定記憶されている燃料マツプと
照合して基本燃料噴射量を決定するとともに、該
基本燃料噴射量をスロツトルセンサ３３からのス
ロツトル信号に応じて補正して実行燃料噴射量を
決定し、該実行燃料噴射量に対応したパルス幅の
信号をエンジン１の吸気行程の所定期間に主およ
び補助燃料噴射弁１９，２０に出力して該両燃料
噴射弁１９，２０から燃焼に必要な燃料を噴射さ
せるようにした燃料噴射制御手段３７が構成され
ている。
すなわち、この燃料噴射制御手段３７による燃
料噴射期間の設定は、第５図ａに示す吸気弁９の
開弁曲線において上死点TDC前の吸気弁９が開
く時点IOから下死点後BDC後の吸気弁９が閉じ
る時点ICまでの吸気行程に対し、同図ｂに示す
ようにその略中間部でピストン速度が最大となる
時期の近傍を中心として主燃料噴射弁１９の噴射
終了時期θE,INJを設定し、該噴射終了時期θE,INJよ
りも燃料噴射パルス幅に対応した噴射角θINJだけ
進んだ時期を主燃料噴射弁１９の噴射開始時期
θB,INJとするものであり、エンジン１の負荷が増
大して燃料噴射パルス幅が大きくなるのに従い該
パルス幅に対応する噴射角θINJが増大して、吸気
行程の略中間部を中心として主燃料噴射弁１９の
噴射開始時期θB,INJおよび噴射終了時期θE,INJが変
更される。
料噴射期間の設定は、第５図ａに示す吸気弁９の
開弁曲線において上死点TDC前の吸気弁９が開
く時点IOから下死点後BDC後の吸気弁９が閉じ
る時点ICまでの吸気行程に対し、同図ｂに示す
ようにその略中間部でピストン速度が最大となる
時期の近傍を中心として主燃料噴射弁１９の噴射
終了時期θE,INJを設定し、該噴射終了時期θE,INJよ
りも燃料噴射パルス幅に対応した噴射角θINJだけ
進んだ時期を主燃料噴射弁１９の噴射開始時期
θB,INJとするものであり、エンジン１の負荷が増
大して燃料噴射パルス幅が大きくなるのに従い該
パルス幅に対応する噴射角θINJが増大して、吸気
行程の略中間部を中心として主燃料噴射弁１９の
噴射開始時期θB,INJおよび噴射終了時期θE,INJが変
更される。
また、上記コントロール３６により、エンジン
１の負荷状態に応じて排気還流弁２３の弁開度お
よびロータリバルブ３１の開閉時期を制御し、エ
ンジン１が低中負荷域にあるときには、第５図ｃ
に示すように吸気行程において、上記主燃料噴射
弁１９から燃料が噴射されるのと略同期したロー
タリバルブ３１が開弁させて、還流排気を燃料室
６内の可燃混合気が分布した空間内に分布させる
とともに、混合気のシリンダ４への流入が実質的
に終了する時期、すなわち混合気を構成する燃料
の主燃料噴射弁１９からの噴射が終了する時期
θE,INJよりも所定期間前の時期θE,EGRに上記ロータ
リバルブ３１を閉弁させて排気供給手段３０によ
る排気の供給を終了させるようにした排気供給制
御手段３８が構成されている。
１の負荷状態に応じて排気還流弁２３の弁開度お
よびロータリバルブ３１の開閉時期を制御し、エ
ンジン１が低中負荷域にあるときには、第５図ｃ
に示すように吸気行程において、上記主燃料噴射
弁１９から燃料が噴射されるのと略同期したロー
タリバルブ３１が開弁させて、還流排気を燃料室
６内の可燃混合気が分布した空間内に分布させる
とともに、混合気のシリンダ４への流入が実質的
に終了する時期、すなわち混合気を構成する燃料
の主燃料噴射弁１９からの噴射が終了する時期
θE,INJよりも所定期間前の時期θE,EGRに上記ロータ
リバルブ３１を閉弁させて排気供給手段３０によ
る排気の供給を終了させるようにした排気供給制
御手段３８が構成されている。
さらに、上記コントローラ３６により上記燃料
噴射制御手段３７の補助燃料噴射弁２０の開閉時
期を制御し、エンジン１が低中負荷域にあると
き、つまり上記排気供給制御手段３８の作動によ
り主燃料噴射弁１９からの燃料噴射の終了時期
θE,INJよりも所定期間前に排気供給手段３０によ
り排気供給が終了するように制御されているとき
には、燃圧制御装置により上記主および補助燃料
噴射弁１９，２０に印加する燃料圧力を所定値低
下させて、第５図ｂに示すように、主燃料噴射弁
１９からの燃料噴射量を所定量減量させる一方、
上記排気供給の終了時期θE,EGR後に補助燃料噴射
弁２０を開弁させて上記減量分に相当する燃料を
補助燃料噴射弁２０から噴射させるようになされ
ており、よつて排気供給の終了時期θE,EGRから燃
料噴射の終了時期θE,INJにかけて燃料噴射制御手
段３７により噴射される燃料を排気供給の終了時
期以前よりも増量させるようにした燃料増量手段
３９が構成されている。
噴射制御手段３７の補助燃料噴射弁２０の開閉時
期を制御し、エンジン１が低中負荷域にあると
き、つまり上記排気供給制御手段３８の作動によ
り主燃料噴射弁１９からの燃料噴射の終了時期
θE,INJよりも所定期間前に排気供給手段３０によ
り排気供給が終了するように制御されているとき
には、燃圧制御装置により上記主および補助燃料
噴射弁１９，２０に印加する燃料圧力を所定値低
下させて、第５図ｂに示すように、主燃料噴射弁
１９からの燃料噴射量を所定量減量させる一方、
上記排気供給の終了時期θE,EGR後に補助燃料噴射
弁２０を開弁させて上記減量分に相当する燃料を
補助燃料噴射弁２０から噴射させるようになされ
ており、よつて排気供給の終了時期θE,EGRから燃
料噴射の終了時期θE,INJにかけて燃料噴射制御手
段３７により噴射される燃料を排気供給の終了時
期以前よりも増量させるようにした燃料増量手段
３９が構成されている。
したがつて、上記実施例においては、エンジン
１が低中負荷域にあるときには、吸気行程の中間
時期に主燃料噴射弁１９から燃料が噴射されるの
に略同期してロータリバルブ３１が開弁して、排
気が混合気と共に燃料室６内に吸入され、上記主
燃料噴射弁１９からの燃料噴射の終了により燃料
室６内への混合気の吸入が終了する前に上記ロー
タリバルブ３１が閉弁して燃料室６への排気の流
入が停止されるので、吸気弁９の閉じる吸気行程
の終期では、第４図に模式的に示すように、ピス
トン５の上面近傍の燃料室６下部に吸入空気のみ
からなる吸入空気Z1が、該吸入空気層Z1よりも上
側の燃焼室６中間部に燃料と吸入空気との混合気
に還流排気が混入された還流排気層Z2が、点火栓
１１近傍の燃焼室６上部に混合気のみからなる混
合気層Z3がそれぞれ形成されて燃焼室６内が成層
化され、この成層化はスワール生成手段１７によ
つて燃焼室６内に生成されたスワールＫのもとで
強力に維持される。
１が低中負荷域にあるときには、吸気行程の中間
時期に主燃料噴射弁１９から燃料が噴射されるの
に略同期してロータリバルブ３１が開弁して、排
気が混合気と共に燃料室６内に吸入され、上記主
燃料噴射弁１９からの燃料噴射の終了により燃料
室６内への混合気の吸入が終了する前に上記ロー
タリバルブ３１が閉弁して燃料室６への排気の流
入が停止されるので、吸気弁９の閉じる吸気行程
の終期では、第４図に模式的に示すように、ピス
トン５の上面近傍の燃料室６下部に吸入空気のみ
からなる吸入空気Z1が、該吸入空気層Z1よりも上
側の燃焼室６中間部に燃料と吸入空気との混合気
に還流排気が混入された還流排気層Z2が、点火栓
１１近傍の燃焼室６上部に混合気のみからなる混
合気層Z3がそれぞれ形成されて燃焼室６内が成層
化され、この成層化はスワール生成手段１７によ
つて燃焼室６内に生成されたスワールＫのもとで
強力に維持される。
しかも、上記吸気行程で主燃料噴射弁１９から
噴射される燃料は所定量だけ減量され、ロータリ
バルブ３１の閉弁により燃焼室６への排気供給が
終了した排気還流終了時期θE,EGRの経過後は上記
主燃料噴射弁１９で減量された量の燃料が補助燃
料噴射弁２０から噴射されるので、上記点火栓１
１近傍の燃焼室６上部に分布した混合気の空燃比
はリツチ化されてその空気過剰率は１に近付く。
噴射される燃料は所定量だけ減量され、ロータリ
バルブ３１の閉弁により燃焼室６への排気供給が
終了した排気還流終了時期θE,EGRの経過後は上記
主燃料噴射弁１９で減量された量の燃料が補助燃
料噴射弁２０から噴射されるので、上記点火栓１
１近傍の燃焼室６上部に分布した混合気の空燃比
はリツチ化されてその空気過剰率は１に近付く。
そのため、吸気行程後の圧縮行程終期に点火栓
１１が給電されると、該点火栓１１から発生した
着火火炎は点火栓１１近傍に偏在する上記リツチ
な混合気Z3によつて安定した火種となり、よつて
混合気への着火性を確実に向上させることができ
る。
１１が給電されると、該点火栓１１から発生した
着火火炎は点火栓１１近傍に偏在する上記リツチ
な混合気Z3によつて安定した火種となり、よつて
混合気への着火性を確実に向上させることができ
る。
また、吸気行程で主燃料噴射弁１９からの燃料
噴射と略同期して排気還流が行われ、すなわち爆
発膨張行程で燃焼温度が上昇する領域に還流排気
が分布するので、その不活性な還流排気によつて
燃焼温度を低下させることができ、最少量の還流
排気によつてNOxを有効に低減することができ
る。
噴射と略同期して排気還流が行われ、すなわち爆
発膨張行程で燃焼温度が上昇する領域に還流排気
が分布するので、その不活性な還流排気によつて
燃焼温度を低下させることができ、最少量の還流
排気によつてNOxを有効に低減することができ
る。
さらに、この場合、上記補助燃料噴射弁２０か
ら噴射される燃料噴射量は主燃料噴射弁１９の燃
料噴射量の減量分であるので、燃料室６全体への
燃料供給量が増加することはなく、燃焼室６内の
混合気の空燃比を全体としてリーン状態に保つこ
とができ、よつて成層燃焼による燃費の低減を維
持することができる。
ら噴射される燃料噴射量は主燃料噴射弁１９の燃
料噴射量の減量分であるので、燃料室６全体への
燃料供給量が増加することはなく、燃焼室６内の
混合気の空燃比を全体としてリーン状態に保つこ
とができ、よつて成層燃焼による燃費の低減を維
持することができる。
尚、上記実施例では、吸気行程において排気供
給の終了時期θE,EGRから燃料噴射の終了時期θE,INJ
にかけての燃料供給量の増量を補助燃料噴射弁２
０からの燃料噴射によつて行うようにしたが、補
助燃料噴射弁２０を省略して吸気通路７に設ける
燃料噴射弁を１つとし、該燃料噴射弁に印加する
燃料圧力を排気還流の終了後に増大させることに
より、燃料供給量を増量させるようにしてもよ
い。
給の終了時期θE,EGRから燃料噴射の終了時期θE,INJ
にかけての燃料供給量の増量を補助燃料噴射弁２
０からの燃料噴射によつて行うようにしたが、補
助燃料噴射弁２０を省略して吸気通路７に設ける
燃料噴射弁を１つとし、該燃料噴射弁に印加する
燃料圧力を排気還流の終了後に増大させることに
より、燃料供給量を増量させるようにしてもよ
い。
（発明の効果）
以上の如く、本発明によれば、吸気行程の所定
期間に燃料噴射弁から燃料を噴射させて成層燃焼
を行う燃料噴射式エンジンにおいて、吸気行程で
実質的に上記燃料噴射が終了する時点よりも所定
期間前に終了すように排気の還流を行うととも
に、該排気還流の終了時期より後の燃料噴射量を
排気還流の終了時期以前よりも増量させて、シリ
ンダ上部の点火栓近傍に空燃比のリツチな混合気
のみを偏在させ、かつその状態をスワールによつ
て圧縮行程終期まで維持するようにしたものであ
るので、点火栓近傍のリツチな混合気によつて該
点火栓からの安定した火種を確保でき、よつて成
層燃焼を行う燃料噴射式エンジンにおけるNOx
の低減および燃費の低減を図りつつ、その着火性
のより一層の向上を図ることができるものであ
る。
期間に燃料噴射弁から燃料を噴射させて成層燃焼
を行う燃料噴射式エンジンにおいて、吸気行程で
実質的に上記燃料噴射が終了する時点よりも所定
期間前に終了すように排気の還流を行うととも
に、該排気還流の終了時期より後の燃料噴射量を
排気還流の終了時期以前よりも増量させて、シリ
ンダ上部の点火栓近傍に空燃比のリツチな混合気
のみを偏在させ、かつその状態をスワールによつ
て圧縮行程終期まで維持するようにしたものであ
るので、点火栓近傍のリツチな混合気によつて該
点火栓からの安定した火種を確保でき、よつて成
層燃焼を行う燃料噴射式エンジンにおけるNOx
の低減および燃費の低減を図りつつ、その着火性
のより一層の向上を図ることができるものであ
る。
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
全体概略構成図、第２図はエンジンの要部縦断面
図、第３図はシリンダヘツドの底面図、第４図は
吸気行程終期のシリンダ内のガス組成を示す説明
図、第５図は吸気行程における燃料噴射時期およ
び排気還流時期を示す説明図である。 １……エンジン、４……シリンダ、６……燃焼
室、７……吸気通路、７ａ……開口部、１１……
点火栓、１２……エアフローメータ、１７……ス
ワール生成手段、１９，２０……燃料噴射弁、２
２……排気還流通路、２３……排気還流弁、３０
……排気供給手段、３１……ロータリバルブ、３
３……スロツトルセンサ、３４……クランク角セ
ンサ、３６……コントローラ、３７……燃料噴射
制御手段、３８……排気供給制御手段、３９……
燃料増量手段。
全体概略構成図、第２図はエンジンの要部縦断面
図、第３図はシリンダヘツドの底面図、第４図は
吸気行程終期のシリンダ内のガス組成を示す説明
図、第５図は吸気行程における燃料噴射時期およ
び排気還流時期を示す説明図である。 １……エンジン、４……シリンダ、６……燃焼
室、７……吸気通路、７ａ……開口部、１１……
点火栓、１２……エアフローメータ、１７……ス
ワール生成手段、１９，２０……燃料噴射弁、２
２……排気還流通路、２３……排気還流弁、３０
……排気供給手段、３１……ロータリバルブ、３
３……スロツトルセンサ、３４……クランク角セ
ンサ、３６……コントローラ、３７……燃料噴射
制御手段、３８……排気供給制御手段、３９……
燃料増量手段。
Claims (1)
- １ シリンダの上部に点火栓が配設されていると
ともに、シリンダ内に吸入される吸気にスワール
を生成するスワール生成手段と、吸気行程の所定
期間に燃料噴射弁から燃焼に必要な燃料を噴射さ
せる燃料噴射制御手段とを備えた燃料噴射装置付
エンジンにおいて、少なくとも低負荷時に排気の
一部をシリンダ内にその上部から供給する排気供
給手段と、上記燃料噴射制御手段による燃料噴射
が実質的に終了する時期よりも所定期間前に上記
排気供給手段による排気供給を終了させる排気供
給制御手段と、上記排気供給の終了時期から燃料
噴射の終了時期にかけて上記燃料噴射制御手段に
より噴射される燃料を排気供給の終了時期以前よ
りも増量させる燃料増量手段とを設けたことを特
徴とする燃料噴射装置付エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59135678A JPS6114450A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 燃料噴射装置付エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59135678A JPS6114450A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 燃料噴射装置付エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6114450A JPS6114450A (ja) | 1986-01-22 |
| JPH0571786B2 true JPH0571786B2 (ja) | 1993-10-07 |
Family
ID=15157366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59135678A Granted JPS6114450A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 燃料噴射装置付エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6114450A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5029503B2 (ja) * | 2008-06-12 | 2012-09-19 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内・ポート噴射式内燃機関 |
| JP6657629B2 (ja) * | 2015-07-15 | 2020-03-04 | 三菱自動車工業株式会社 | エンジン |
-
1984
- 1984-06-29 JP JP59135678A patent/JPS6114450A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6114450A (ja) | 1986-01-22 |
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