JPH06213030A - 筒内噴射式内燃機関 - Google Patents

筒内噴射式内燃機関

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JPH06213030A
JPH06213030A JP848193A JP848193A JPH06213030A JP H06213030 A JPH06213030 A JP H06213030A JP 848193 A JP848193 A JP 848193A JP 848193 A JP848193 A JP 848193A JP H06213030 A JPH06213030 A JP H06213030A
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JP
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injection
fuel
piston
engine
injection valve
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Shigeki Miyashita
茂樹 宮下
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Toyota Motor Corp
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、筒内噴射式内燃機関に関し、吸気
通路に設置される第2噴射弁を必要としないで機関暖機
以前における燃焼悪化及び排気エミッション悪化を防止
することを目的とする。 【構成】 任意のピストン2位置において燃料をピスト
ン2頂面だけに向けて噴射する噴射弁8と、機関暖機以
前は噴射弁8による燃料噴射を吸気行程から圧縮行程の
間でピストン2が噴射弁8から比較的離れた位置にある
時に実行させ、機関暖機後は噴射弁8による燃料噴射を
吸気行程中でピストン2が噴射弁8から比較的近い位置
にある時に実行させるように制御する噴射時期制御手段
10、とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、筒内噴射式内燃機関に
関する。
【0002】
【従来の技術】特開昭61−250354号公報に記載
されている筒内噴射式内燃機関は、燃焼室へ直接燃料を
噴射する第1噴射弁と吸気通路に燃料を噴射する第2噴
射弁とを有し、機関暖機後は第1噴射弁を使用して燃料
噴射を実行することにより、機関過渡運転状態において
も必要燃料量を過不足なく燃焼室へ供給することを可能
とし、また機関暖機以前は第2噴射弁を使用して燃料噴
射を実行することにより、噴射された燃料を吸気通路内
において吸気と混合させ、混合気として燃焼室内へ供給
するものである。
【0003】機関暖機以前は、ピストン及びシリンダ内
壁の温度が低いために、第1噴射弁により燃料噴射を実
行すると、ピストン及びシリンダ内壁に付着した燃料は
充分に気化することができず、所望の濃度の混合気が形
成されないために燃焼が悪化し、またこの付着燃料は未
燃燃料として排出されるために排気エミッションが悪化
する。しかし、この筒内噴射式内燃機関によれば、機関
暖機以前は第2噴射弁を使用して燃料は混合気として燃
焼室内へ供給されるために、これらの問題を解決するこ
とができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述の筒内噴射式内燃
機関は、第2噴射弁を必要とするために、かなりのコス
トアップとなる。
【0005】従って、本発明の目的は、第2噴射弁を必
要とせずに機関暖機以前おける燃焼悪化及び排気エミッ
ション悪化を防止することを可能とする筒内噴射式内燃
機関を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による筒内噴射式
内燃機関は、任意のピストン位置において燃料をピスト
ン頂面だけに向けて噴射する噴射弁と、機関暖機以前は
前記噴射弁による燃料噴射を吸気行程から圧縮行程の間
で前記ピストンが前記噴射弁から比較的離れた位置にあ
る時に実行させ、機関暖機後は前記噴射弁による燃料噴
射を吸気行程中で前記ピストンが前記噴射弁から比較的
近い位置にある時に実行させるように制御する噴射時期
制御手段、とを具備することを特徴とする。
【0007】
【作用】前述の筒内噴射式内燃機関は、任意のピストン
位置において燃料をピストン頂面だけに向けて噴射する
噴射弁を有し、噴射時期制御手段が、機関暖機以前は噴
射弁による燃料噴射を吸気行程から圧縮行程の間でピス
トンが噴射弁から比較的離れた位置にある時に実行さ
せ、機関暖機後は噴射弁による燃料噴射を吸気行程中で
ピストンが噴射弁から比較的近い位置にある時に実行さ
せるように制御する。
【0008】
【実施例】図1は、本発明による筒内噴射式内燃機関の
断面図である。同図において、1は燃焼室、2はピスト
ンである。ピストン2は実線によりその最下位置が示さ
れ、一点鎖線によりその最上位置が示されている。3は
吸気弁4を介して燃焼室1へ通じる吸気通路、5は排気
弁6を介して燃焼室1へ通じる排気通路である。燃焼室
1上部には点火栓7及び燃料噴射弁8が配置され、この
燃料噴射弁8は円錐状に燃料を噴射するものであり、噴
射された燃料はピストン2が最下位置にあっても燃焼室
1側壁に接触することなく、ピストン2の頂面に向かう
ようになっている。
【0009】燃料噴射弁8の噴射時期制御は制御装置1
0が担当し、この制御装置10には、吸気通路3のスロ
ットル弁(図示せず)上流に配置されて吸気量を検出す
るエアフローメータ11、機関回転数を検出する回転セ
ンサ12、及び機関温度として冷却水温を検出する冷却
水温センサ13等が電気的に接続されている。
【0010】前述の制御は図2に示すフローチャートに
従って行われ、このフローチャートは所定時間毎に実行
されるものである。まずステップ101において、エア
フローメータ11、回転センサ12、及び冷却水温セン
サ13から吸気量Q、機関回転数N、及び冷却水温Tを
検出し、ステップ102において、これらの値により定
まる機関運転状態を基に必要燃料噴射量τを決定する。
次にステップ103において、基本燃料噴射開始時期B
SOIを図3に示す第1マップから決定する。このマッ
プは機関回転数N及び燃料噴射量τの二次元マップであ
り、基本燃料噴射開始時期BSOIは、吸気行程初期の
範囲内において、機関回転数Nが高い程また燃料噴射量
τが多い程、早くなるように設定されている。
【0011】次にステップ104において、燃料噴射開
始時期遅角量αを図4に示す第2マップから決定する。
このマップは冷却水温Tの一次元マップであり、燃料噴
射開始時期遅角量αは、冷却水温Tが第1所定値T1以
上の時には0であるが、それ未満の時には温度が低い程
大きくなるように設定されている。次にステップ105
において、基本燃料噴射開始時期BSOIから燃料噴射
開始時期遅角量αだけ遅角された時期に燃料噴射開始時
期SOIを設定し、ステップ106に進む。
【0012】ステップ106において、燃料噴射開始時
期SOI及び必要燃料噴射量τを基に燃料噴射終了時期
EOIを算出し、この燃料噴射終了時期EOIが圧縮行
程中期以降、例えば上死点前120°クランク角度より
遅くなっているかどうかが判断される。この判断が否定
される時にはそのままステップ108に進む。一方、こ
の判断が肯定される時にはステップ107に進み、燃料
噴射終了時期EOIは圧縮行程初期に再設定され、必要
燃料噴射量τを基に燃料噴射開始時期SOIが逆算され
て再設定され、ステップ108に進む。ステップ108
において、現在設定されている噴射開始時期SOIから
噴射終了時期EOIまでの燃料噴射が実行される。
【0013】この噴射時期制御によれば、冷却水温Tが
所定値T1以上となる時に燃料噴射開始時期遅角量αが
0となり、燃料噴射開始時期SOIは基本燃料噴射開始
時期BSOIのまま維持される。それにより、燃料噴射
は吸気行程初期から開始され、噴射された燃料は比較的
高い位置にあるピストン2頂面に付着し、この時ピスト
ン2の温度は充分に高くなっているために確実に蒸発霧
化され、点火までに所望濃度の均一混合気が形成されて
良好な燃焼が実現される。必要燃料噴射量τが多くなる
と、全てを蒸発霧化させることが困難となるために、燃
料噴射開始時期SOI、すなわち基本燃料噴射開始時期
BSOIはさらに早められ、噴射された燃料は、さらに
高い位置にあるピストン2との衝突によって、ある程度
が微粒子となって燃焼室1内に跳ね返り、残りが蒸発霧
化される。また、機関回転数が高くなると、やはり燃料
噴射開始時期SOIは早められる。これは、噴射終了時
から点火までの均一混合気形成のための時間を確保する
ためである。従って、冷却水温Tが所定値T1以上であ
る時は、各機関運転状態において噴射された全ての燃料
を使用した所望濃度の均一混合気が形成される。
【0014】一方、冷却水温Tが所定値T1未満となる
時には、ピストン2の温度が充分には高くなっていない
ために、燃料を蒸発霧化させる能力が低下する。その低
下の度合いは冷却水温Tが低い程大きなものとなる。こ
の時における燃料噴射開始時期SOIは、基本燃料噴射
開始時期BSOIから燃料噴射開始時期遅角量αだけ遅
角され、この燃料噴射開始時期遅角量αは冷却水温Tが
低い程大きくなるために、ピストン2の蒸発霧化能力が
低下する程、燃料噴射開始時期SOIは遅くなる。それ
により、燃料は比較的低い位置にあるピストン2頂面に
向けて噴射され、この時点で燃焼室内には充分に吸気が
供給されているために、ピストン2頂面に到達するまで
に吸気と充分に混合して混合気を形成する。燃料噴射開
始時期遅角量αが小さい時は、噴射された燃料の一部が
ピストン2頂面に付着するが、この時のピストン2はあ
る程度の蒸発霧化能力を有しているために、その燃料を
充分に霧化させることができる。従って、冷却水温Tが
所定値T1未満である時にも、各機関運転状態において
噴射された全ての燃料を使用した所望濃度の均一混合気
が形成され良好な燃焼が実現されると共に、ピストン2
等への付着燃料は存在せずに排気エミッションの悪化は
防止される。
【0015】また、各燃料噴射開始時期SOIでの噴射
実行前に、必要燃料噴射量τを基に燃料噴射終了時期E
OIが算出され、この燃料噴射終了時期EOIが圧縮行
程中期以降となっている時には、この燃料噴射終了時期
EOIを圧縮行程初期に再設定すると共に、それに合わ
せて燃料噴射開始時期SOIは再設定されるために、こ
の時においても噴射終了時から点火までに均一混合気を
形成する充分な時間が確保される。
【0016】
【発明の効果】このように、本発明による筒内噴射式内
燃機関によれば、任意のピストン位置において燃料をピ
ストン頂面だけに向けて噴射する噴射弁を使用して、機
関暖機後には、吸気行程中でピストンが噴射弁から比較
的近い位置にある時に燃料噴射を実行させるために、噴
射された燃料は、高温度のピストン頂面で蒸発霧化さ
れ、点火までの充分な時間で均一混合気が形成されて良
好な燃焼が実現される。また機関暖機以前には、吸気行
程から圧縮行程の間でピストンが噴射弁から比較的離れ
た位置にある時に燃料噴射を実行させるために、噴射さ
れた燃料は、ピストン頂面に到達する前に、この時充分
に供給されている吸気と混合して点火までに均一混合気
が形成され、良好な燃焼が実現される。それにより、こ
の時ピストンの温度は低く蒸発霧化は期待できないが、
それに付着する燃料は存在せず、排気エミッションが悪
化することは防止される。従って、第2噴射弁を必要と
しないで機関暖機以前における燃焼悪化及び排気エミッ
ション悪化は防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による筒内噴射式内燃機関の概略断面図
である。
【図2】燃料噴射時期制御のためのフローチャートであ
る。
【図3】図2のフローチャートに使用される基本燃料噴
射開始時期決定のための第1マップである。
【図4】図2のフローチャートに使用される燃料噴射開
始時期遅角量決定のための第2マップである。
【符号の説明】
1…燃焼室 2…ピストン 3…吸気通路 5…排気通路 7…点火栓 8…燃料噴射弁 10…制御装置 11…エアフローメータ 12…回転センサ 13…冷却水温センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 任意のピストン位置において燃料をピス
    トン頂面だけに向けて噴射する噴射弁と、機関暖機以前
    は前記噴射弁による燃料噴射を吸気行程から圧縮行程の
    間で前記ピストンが前記噴射弁から比較的離れた位置に
    ある時に実行させ、機関暖機後は前記噴射弁による燃料
    噴射を吸気行程中で前記ピストンが前記噴射弁から比較
    的近い位置にある時に実行させるように制御する噴射時
    期制御手段、とを具備することを特徴とする筒内噴射式
    内燃機関。
JP00848193A 1993-01-21 1993-01-21 筒内噴射式内燃機関 Expired - Lifetime JP3156415B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001280182A (ja) * 2000-03-31 2001-10-10 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の燃料噴射制御装置
EP1279809A1 (fr) * 2001-07-27 2003-01-29 Institut Francais Du Petrole Procédé de contrôle de l'injection d'un carburant pour moteur à combustion interne à injection directe

Cited By (4)

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US6637403B2 (en) 2001-07-27 2003-10-28 Institut Francais Du Petrole Fuel injection control method for a direct-injection internal-combustion engine

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