JPH10274071A - 過給機付筒内噴射式エンジン - Google Patents
過給機付筒内噴射式エンジンInfo
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- JPH10274071A JPH10274071A JP8081797A JP8081797A JPH10274071A JP H10274071 A JPH10274071 A JP H10274071A JP 8081797 A JP8081797 A JP 8081797A JP 8081797 A JP8081797 A JP 8081797A JP H10274071 A JPH10274071 A JP H10274071A
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- 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
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3064—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special control during transition between modes
- F02D41/307—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special control during transition between modes to avoid torque shocks
-
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- F02D41/0002—Controlling intake air
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 成層燃焼よる燃費改善効果を高めつつ、成層
燃焼状態から均一燃焼状態への切替わり時に速やかに空
燃比を変化させて失火等を防止し、かつ、トルクショッ
クを軽減する 【解決手段】 過給機付筒内噴射式エンジンにおいて、
成層燃焼状態と均一燃焼状態とに切替える噴射形態切替
手段４１と、成層燃焼領域のうちの少なくとも高負荷側
を過給運転領域とするように設定する運転領域設定手段
４４と、過給機バイパス通路に介設された開度変更可能
なバイパス開閉弁２５と、高負荷域への運転状態の移行
に伴って上記成層燃焼状態から均一燃焼状態へ燃料噴射
形態が切替わったときに一時的に過給バイパス通路の流
量を増大させることにより空燃比をリッチ方向に変更す
る過給状態変更手段４５とを設けている。
燃焼状態から均一燃焼状態への切替わり時に速やかに空
燃比を変化させて失火等を防止し、かつ、トルクショッ
クを軽減する 【解決手段】 過給機付筒内噴射式エンジンにおいて、
成層燃焼状態と均一燃焼状態とに切替える噴射形態切替
手段４１と、成層燃焼領域のうちの少なくとも高負荷側
を過給運転領域とするように設定する運転領域設定手段
４４と、過給機バイパス通路に介設された開度変更可能
なバイパス開閉弁２５と、高負荷域への運転状態の移行
に伴って上記成層燃焼状態から均一燃焼状態へ燃料噴射
形態が切替わったときに一時的に過給バイパス通路の流
量を増大させることにより空燃比をリッチ方向に変更す
る過給状態変更手段４５とを設けている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの燃焼室
内に直接燃料を噴射するインジェクタを備えるととも
に、吸気通路に過給機を設けた過給機付筒内噴射式エン
ジンに関するものである。
内に直接燃料を噴射するインジェクタを備えるととも
に、吸気通路に過給機を設けた過給機付筒内噴射式エン
ジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特開平４−３６２２２１号
公報に示されるように、燃焼室内に直接燃料を噴射する
インジェクタを備え、低負荷時には上記インジェクタか
ら圧縮行程で燃料を噴射することにより点火プラグ周り
に燃料を偏在させる成層燃焼状態とし、高負荷時には上
記インジェクタから吸気行程で燃料を噴射することによ
り燃焼室全体に燃料を拡散させる均一燃焼状態とするよ
うに燃料噴射形態を切替える筒内噴射式エンジンが知ら
れている。
公報に示されるように、燃焼室内に直接燃料を噴射する
インジェクタを備え、低負荷時には上記インジェクタか
ら圧縮行程で燃料を噴射することにより点火プラグ周り
に燃料を偏在させる成層燃焼状態とし、高負荷時には上
記インジェクタから吸気行程で燃料を噴射することによ
り燃焼室全体に燃料を拡散させる均一燃焼状態とするよ
うに燃料噴射形態を切替える筒内噴射式エンジンが知ら
れている。
【０００３】このエンジンにおいては、成層燃焼時に空
燃比が例えば４０程度というような大幅なリーン状態と
される一方、均一燃焼時にはリーン状態にするとしても
失火限界があるため空燃比が例えば２０程度までとされ
るが、成層燃焼から均一燃焼への切替わり時に空燃比が
急変するとトルク変動によるショックが生じる。また、
均一燃焼状態への切替わり後に空燃比変動の遅れにより
均一燃焼時のリーン限界よりもリーンな状態が続くと失
火を生じるという問題がある。
燃比が例えば４０程度というような大幅なリーン状態と
される一方、均一燃焼時にはリーン状態にするとしても
失火限界があるため空燃比が例えば２０程度までとされ
るが、成層燃焼から均一燃焼への切替わり時に空燃比が
急変するとトルク変動によるショックが生じる。また、
均一燃焼状態への切替わり後に空燃比変動の遅れにより
均一燃焼時のリーン限界よりもリーンな状態が続くと失
火を生じるという問題がある。
【０００４】このような問題の対策として、上記公報に
示されているエンジンでは、成層燃焼から均一燃焼への
移行の際、ある程度の時間だけ成層燃焼状態を持続しつ
つその間に徐々に吸入空気量を減少させることで空燃比
を次第にリッチ方向に変化させて、均一燃焼時の空燃比
に達してから均一燃焼状態に切替えるようにするととも
に、成層燃焼状態で徐々に空燃比をリッチ方向に変化さ
せている期間に燃焼性悪化を補うべく燃料噴射量を補正
するようにしている。なお、公報に示されているエンジ
ンでは吸気通路に過給機を設けるとともに、過給機バイ
パス通路及びスロットルバイパス通路に弁を設け、上記
のように成層燃焼状態を持続しつつその間に徐々に吸入
空気量を減少させるときに上記各弁を制御するようにし
ている。
示されているエンジンでは、成層燃焼から均一燃焼への
移行の際、ある程度の時間だけ成層燃焼状態を持続しつ
つその間に徐々に吸入空気量を減少させることで空燃比
を次第にリッチ方向に変化させて、均一燃焼時の空燃比
に達してから均一燃焼状態に切替えるようにするととも
に、成層燃焼状態で徐々に空燃比をリッチ方向に変化さ
せている期間に燃焼性悪化を補うべく燃料噴射量を補正
するようにしている。なお、公報に示されているエンジ
ンでは吸気通路に過給機を設けるとともに、過給機バイ
パス通路及びスロットルバイパス通路に弁を設け、上記
のように成層燃焼状態を持続しつつその間に徐々に吸入
空気量を減少させるときに上記各弁を制御するようにし
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に示されてい
るエンジンでは、成層燃焼が行われる領域から均一燃焼
が行われる領域へ運転状態が移行するときに、均一燃焼
への切替の前に成層燃焼状態で空燃比をリッチ方向に変
化させるようにしているため、成層燃焼による燃費改善
の効果が低減されるという問題がある。
るエンジンでは、成層燃焼が行われる領域から均一燃焼
が行われる領域へ運転状態が移行するときに、均一燃焼
への切替の前に成層燃焼状態で空燃比をリッチ方向に変
化させるようにしているため、成層燃焼による燃費改善
の効果が低減されるという問題がある。
【０００６】また、この種のエンジンの吸気通路に過給
機を設ける場合、成層燃焼時及び均一燃焼時に過給作用
を利用して燃費改善効果を高めることが望ましく、ま
た、過給機駆動状態において成層燃焼時及び均一燃焼時
の空燃比や燃焼状態を適切に調整することが望ましく、
これらの点で改善の余地がある。
機を設ける場合、成層燃焼時及び均一燃焼時に過給作用
を利用して燃費改善効果を高めることが望ましく、ま
た、過給機駆動状態において成層燃焼時及び均一燃焼時
の空燃比や燃焼状態を適切に調整することが望ましく、
これらの点で改善の余地がある。
【０００７】本発明は、このような事情に鑑み、成層燃
焼よる燃費改善効果を高めつつ、成層燃焼状態から均一
燃焼状態への切替わり時に速やかに空燃比を変化させて
失火等の燃焼性悪化を防止し、かつ、トルクショックを
軽減することができる過給機付筒内噴射式エンジンを提
供することを目的とする。
焼よる燃費改善効果を高めつつ、成層燃焼状態から均一
燃焼状態への切替わり時に速やかに空燃比を変化させて
失火等の燃焼性悪化を防止し、かつ、トルクショックを
軽減することができる過給機付筒内噴射式エンジンを提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
エンジンの燃焼室内に直接燃料を噴射するインジェクタ
と、低負荷域では燃焼室全体の空燃比を理論空燃比より
もリーンとしつつ成層燃焼状態とし、高負荷域では均一
燃焼状態とするように上記インジェクタからの燃料噴射
形態を切替える噴射形態切替手段とを備えるとともに、
吸気通路に過給機を設けた過給機付筒内噴射式エンジン
において、成層燃焼状態とする運転領域である成層燃焼
領域のうちの少なくとも高負荷側を、上記過給機の作動
により吸気圧力が大気圧以上となる過給運転領域とする
ように設定する運転領域設定手段と、上記過給機をバイ
パスする過給機バイパス通路に介設された開度変更可能
なバイパス開閉弁と、高負荷域への運転状態の移行に伴
って上記成層燃焼状態から均一燃焼状態へ燃料噴射形態
が切替わったときに一時的に過給バイパス通路の流量を
増大させることにより空燃比をリッチ方向に変更する過
給状態変更手段とを設けたものである。
エンジンの燃焼室内に直接燃料を噴射するインジェクタ
と、低負荷域では燃焼室全体の空燃比を理論空燃比より
もリーンとしつつ成層燃焼状態とし、高負荷域では均一
燃焼状態とするように上記インジェクタからの燃料噴射
形態を切替える噴射形態切替手段とを備えるとともに、
吸気通路に過給機を設けた過給機付筒内噴射式エンジン
において、成層燃焼状態とする運転領域である成層燃焼
領域のうちの少なくとも高負荷側を、上記過給機の作動
により吸気圧力が大気圧以上となる過給運転領域とする
ように設定する運転領域設定手段と、上記過給機をバイ
パスする過給機バイパス通路に介設された開度変更可能
なバイパス開閉弁と、高負荷域への運転状態の移行に伴
って上記成層燃焼状態から均一燃焼状態へ燃料噴射形態
が切替わったときに一時的に過給バイパス通路の流量を
増大させることにより空燃比をリッチ方向に変更する過
給状態変更手段とを設けたものである。
【０００９】この構成によると、低負荷側の運転領域で
は成層燃焼が行われることにより充分に燃費が改善さ
れ、とくに過給運転領域まで成層燃焼領域が広がり、過
給を利用して比較的高負荷側でも成層燃焼が行われるた
め燃費改善効果が高められる。また、成層燃焼状態では
空燃比が大幅なリーンとされるが、均一燃焼状態へ切替
わったときに、過給バイパス通路の流量が増大すること
で過給量が減少し、これにより、均一燃焼状態でのリー
ン限界よりもリッチ側まで空燃比が速やかに変化し、失
火が防止される。また、この空燃比の変化は吸入空気量
の減少（過給量の減少）によるものであって、燃料噴射
量が大幅に変動するものではないので、トルクショック
が抑制される。
は成層燃焼が行われることにより充分に燃費が改善さ
れ、とくに過給運転領域まで成層燃焼領域が広がり、過
給を利用して比較的高負荷側でも成層燃焼が行われるた
め燃費改善効果が高められる。また、成層燃焼状態では
空燃比が大幅なリーンとされるが、均一燃焼状態へ切替
わったときに、過給バイパス通路の流量が増大すること
で過給量が減少し、これにより、均一燃焼状態でのリー
ン限界よりもリッチ側まで空燃比が速やかに変化し、失
火が防止される。また、この空燃比の変化は吸入空気量
の減少（過給量の減少）によるものであって、燃料噴射
量が大幅に変動するものではないので、トルクショック
が抑制される。
【００１０】この発明において、均一燃焼状態とする運
転領域である均一燃焼領域のうちの低負荷側では空燃比
を理論空燃比よりもリーンとし、成層燃焼状態から均一
燃焼状態への切替わり時に、理論空燃比よりもリーンと
なる範囲内で空燃比を所定段差をもってリッチ方向に変
更するように過給状態変更手段を構成すること（請求項
２）が好ましい。このようにすると、均一燃焼領域でも
かなりの高負荷になるまでは空燃比が比較的リーンとさ
れることにより、広い運転領域にわたり燃費改善が図ら
れる。
転領域である均一燃焼領域のうちの低負荷側では空燃比
を理論空燃比よりもリーンとし、成層燃焼状態から均一
燃焼状態への切替わり時に、理論空燃比よりもリーンと
なる範囲内で空燃比を所定段差をもってリッチ方向に変
更するように過給状態変更手段を構成すること（請求項
２）が好ましい。このようにすると、均一燃焼領域でも
かなりの高負荷になるまでは空燃比が比較的リーンとさ
れることにより、広い運転領域にわたり燃費改善が図ら
れる。
【００１１】また、成層燃焼領域では上記インジェクタ
から圧縮行程で燃料を噴射することにより成層燃焼状態
とする一方、均一燃焼領域のうちで成層燃焼領域に隣接
する所定運転領域では上記インジェクタからの燃料噴射
を吸気行程と圧縮行程とに分けて行なう分割噴射とし、
この所定運転領域よりも高負荷側では上記インジェクタ
からの燃料噴射を吸気行程のみで行なう吸気行程噴射と
するように燃料噴射形態切替手段を構成すること（請求
項３）が好ましい。この場合、とくに、圧縮行程噴射に
よる成層燃焼状態から分割噴射へ燃料噴射形態が切替わ
るときに、圧縮行程での噴射による一定の噴射量に吸気
行程での噴射を加えることにより総燃料噴射量を増量す
るようにすること（請求項４）が好ましい。
から圧縮行程で燃料を噴射することにより成層燃焼状態
とする一方、均一燃焼領域のうちで成層燃焼領域に隣接
する所定運転領域では上記インジェクタからの燃料噴射
を吸気行程と圧縮行程とに分けて行なう分割噴射とし、
この所定運転領域よりも高負荷側では上記インジェクタ
からの燃料噴射を吸気行程のみで行なう吸気行程噴射と
するように燃料噴射形態切替手段を構成すること（請求
項３）が好ましい。この場合、とくに、圧縮行程噴射に
よる成層燃焼状態から分割噴射へ燃料噴射形態が切替わ
るときに、圧縮行程での噴射による一定の噴射量に吸気
行程での噴射を加えることにより総燃料噴射量を増量す
るようにすること（請求項４）が好ましい。
【００１２】このようにすると、圧縮行程噴射による成
層燃焼状態から分割噴射に切替わったとき、圧縮行程で
の噴射が行われることで着火性が確保されて失火が防止
され、均一燃焼状態への移行が良好に行われる。
層燃焼状態から分割噴射に切替わったとき、圧縮行程で
の噴射が行われることで着火性が確保されて失火が防止
され、均一燃焼状態への移行が良好に行われる。
【００１３】上記バイパス開閉弁は電気的な駆動手段に
より駆動されるようになっているものであること（請求
項５）が好ましく、このようにすると、成層燃焼状態か
ら均一燃焼状態へ燃料噴射形態が切替わるときに一時的
に過給バイパス通路の流量を増大させる制御が、応答性
良く行われる。
より駆動されるようになっているものであること（請求
項５）が好ましく、このようにすると、成層燃焼状態か
ら均一燃焼状態へ燃料噴射形態が切替わるときに一時的
に過給バイパス通路の流量を増大させる制御が、応答性
良く行われる。
【００１４】上記過給機を機械式過給機とする場合、こ
の機械式過給機を駆動状態と停止状態とに切替えるクラ
ッチ手段を設けるとともに、成層燃焼領域の中の低負荷
側の運転領域で過給機停止状態とするように上記クラッ
チ手段を制御するクラッチ制御手段を設けておけばよく
（請求項６）、このようにすれば、低負荷側の運転領域
で過給機の駆動抵抗による出力ロスが避けられる。
の機械式過給機を駆動状態と停止状態とに切替えるクラ
ッチ手段を設けるとともに、成層燃焼領域の中の低負荷
側の運転領域で過給機停止状態とするように上記クラッ
チ手段を制御するクラッチ制御手段を設けておけばよく
（請求項６）、このようにすれば、低負荷側の運転領域
で過給機の駆動抵抗による出力ロスが避けられる。
【００１５】このようにする場合に、成層燃焼領域の中
の低負荷側おける第１設定回転数以下の低回転域で過給
機停止状態とし、第１設定回転数より高回転側で過給機
駆動状態とするようにクラッチ制御手段を構成する一
方、上記第１設定回転数よりも高い第２設定回転数まで
成層燃焼領域を設定し、第２設定回転数より高回転側を
均一燃焼領域とするとともに、成層燃焼領域において過
給機駆動状態とする運転領域ではバイパス開閉弁を全開
より小さい開度とし、この領域からエンジン回転数が上
昇して第２設定回転数より高回転側となったときにバイ
パス開閉弁を開作動するように構成することが好ましい
（請求項７）。
の低負荷側おける第１設定回転数以下の低回転域で過給
機停止状態とし、第１設定回転数より高回転側で過給機
駆動状態とするようにクラッチ制御手段を構成する一
方、上記第１設定回転数よりも高い第２設定回転数まで
成層燃焼領域を設定し、第２設定回転数より高回転側を
均一燃焼領域とするとともに、成層燃焼領域において過
給機駆動状態とする運転領域ではバイパス開閉弁を全開
より小さい開度とし、この領域からエンジン回転数が上
昇して第２設定回転数より高回転側となったときにバイ
パス開閉弁を開作動するように構成することが好ましい
（請求項７）。
【００１６】このようにすると、回転数が上昇したとき
にもそれに伴って過給機駆動状態及び燃料噴射形態が切
替えられ、かつ、その燃料噴射形態切替わり時に失火を
防止するとともにトルクショックを低減する作用が得ら
れる。
にもそれに伴って過給機駆動状態及び燃料噴射形態が切
替えられ、かつ、その燃料噴射形態切替わり時に失火を
防止するとともにトルクショックを低減する作用が得ら
れる。
【００１７】さらにこの場合、成層燃焼領域において過
給機駆動状態とする運転領域の中で低負荷高回転側の領
域では高負荷低回転側の領域と比べてバイパス開閉弁の
開度を大きくしておくと（請求項８）、トルク増大を必
要としない低負荷高回転側で過給機の駆動抵抗が低減さ
れ、燃費改善に有利となる。
給機駆動状態とする運転領域の中で低負荷高回転側の領
域では高負荷低回転側の領域と比べてバイパス開閉弁の
開度を大きくしておくと（請求項８）、トルク増大を必
要としない低負荷高回転側で過給機の駆動抵抗が低減さ
れ、燃費改善に有利となる。
【００１８】また、成層燃焼領域の中で過給機停止状態
とする運転領域と過給機駆動状態とする運転領域とはい
ずれも空燃比が理論空燃比よりもリーンで、かつ、過給
機停止状態とする運転領域では過給機駆動状態とする運
転領域と比べて空燃比がさらにリーンとなり、両運転領
域の境界で空燃比に所定の段差が生じるように設定して
おくと（請求項９）、過給機停止状態から過給機駆動状
態に切替わったときに空燃比が所定量だけリッチ方向に
変化することにより、過給機駆動抵抗によるトルクダウ
ンが補われる。
とする運転領域と過給機駆動状態とする運転領域とはい
ずれも空燃比が理論空燃比よりもリーンで、かつ、過給
機停止状態とする運転領域では過給機駆動状態とする運
転領域と比べて空燃比がさらにリーンとなり、両運転領
域の境界で空燃比に所定の段差が生じるように設定して
おくと（請求項９）、過給機停止状態から過給機駆動状
態に切替わったときに空燃比が所定量だけリッチ方向に
変化することにより、過給機駆動抵抗によるトルクダウ
ンが補われる。
【００１９】また、請求項１の発明において、理論空燃
比よりもリーンな空燃比のときに排気ガス中のＮＯｘを
吸着して、理論空燃比もしくはそれよりリッチな空燃比
となったときにＮＯｘを還元、除去するようになってい
る触媒を排気通路に装備するとともに、均一燃焼領域の
うちの低負荷側では空燃比を理論空燃比よりもリーンと
し、成層燃焼状態から均一燃焼状態への切替わり時に、
空燃比を一時的に理論空燃比もしくはこれよりリッチと
なる程度まで変更するようにしておけば（請求項１
０）、均一燃焼状態への切替わり時に失火が防止される
ことに加え、上記触媒の性能を回復させる作用も得られ
る。
比よりもリーンな空燃比のときに排気ガス中のＮＯｘを
吸着して、理論空燃比もしくはそれよりリッチな空燃比
となったときにＮＯｘを還元、除去するようになってい
る触媒を排気通路に装備するとともに、均一燃焼領域の
うちの低負荷側では空燃比を理論空燃比よりもリーンと
し、成層燃焼状態から均一燃焼状態への切替わり時に、
空燃比を一時的に理論空燃比もしくはこれよりリッチと
なる程度まで変更するようにしておけば（請求項１
０）、均一燃焼状態への切替わり時に失火が防止される
ことに加え、上記触媒の性能を回復させる作用も得られ
る。
【００２０】また、請求項１１に係る発明は、エンジン
の燃焼室内に直接燃料を噴射するインジェクタと、低負
荷域では燃焼室全体の空燃比を理論空燃比よりもリーン
としつつ成層燃焼状態とし、高負荷域では均一燃焼状態
とするように上記インジェクタからの燃料噴射形態を切
替える噴射形態切替手段とを備えるとともに、吸気通路
に過給機を設けた過給機付筒内噴射式エンジンにおい
て、成層燃焼状態とする運転領域である成層燃焼領域の
うちの少なくとも高負荷側を、上記過給機の作動により
吸気圧力が大気圧以上となる過給運転領域とするように
設定する運転領域設定手段を設けるとともに、成層燃焼
領域では上記インジェクタから圧縮行程で燃料を噴射す
ることにより成層燃焼状態とする一方、均一燃焼領域の
うちで成層燃焼領域に隣接する所定運転領域では上記イ
ンジェクタからの燃料噴射を吸気行程と圧縮行程とに分
けて行なう分割噴射とし、この所定運転領域よりも高負
荷側では上記インジェクタからの燃料噴射を吸気行程の
みで行なう吸気行程噴射とするように燃料噴射形態切替
手段を構成し、かつ、圧縮行程噴射による成層燃焼状態
から分割噴射へ燃料噴射形態が切替わるときに、圧縮行
程噴射による一定の噴射量に吸気行程での噴射を加える
ことにより総燃料噴射量を増量するようにしたものであ
る。
の燃焼室内に直接燃料を噴射するインジェクタと、低負
荷域では燃焼室全体の空燃比を理論空燃比よりもリーン
としつつ成層燃焼状態とし、高負荷域では均一燃焼状態
とするように上記インジェクタからの燃料噴射形態を切
替える噴射形態切替手段とを備えるとともに、吸気通路
に過給機を設けた過給機付筒内噴射式エンジンにおい
て、成層燃焼状態とする運転領域である成層燃焼領域の
うちの少なくとも高負荷側を、上記過給機の作動により
吸気圧力が大気圧以上となる過給運転領域とするように
設定する運転領域設定手段を設けるとともに、成層燃焼
領域では上記インジェクタから圧縮行程で燃料を噴射す
ることにより成層燃焼状態とする一方、均一燃焼領域の
うちで成層燃焼領域に隣接する所定運転領域では上記イ
ンジェクタからの燃料噴射を吸気行程と圧縮行程とに分
けて行なう分割噴射とし、この所定運転領域よりも高負
荷側では上記インジェクタからの燃料噴射を吸気行程の
みで行なう吸気行程噴射とするように燃料噴射形態切替
手段を構成し、かつ、圧縮行程噴射による成層燃焼状態
から分割噴射へ燃料噴射形態が切替わるときに、圧縮行
程噴射による一定の噴射量に吸気行程での噴射を加える
ことにより総燃料噴射量を増量するようにしたものであ
る。
【００２１】この構成によると、成層燃焼状態から分割
噴射を経て吸気行程噴射による均一燃焼状態へ移行する
ことで急激な燃料噴射形態の変動が避けられ、かつ、分
割噴射時に圧縮行程での噴射が行われることで着火性が
確保され、失火が防止される。
噴射を経て吸気行程噴射による均一燃焼状態へ移行する
ことで急激な燃料噴射形態の変動が避けられ、かつ、分
割噴射時に圧縮行程での噴射が行われることで着火性が
確保され、失火が防止される。
【００２２】この発明において、理論空燃比よりもリー
ンな空燃比のときに排気ガス中のＮＯｘを吸着して、理
論空燃比もしくはそれよりリッチな空燃比となったとき
にＮＯｘを還元、除去するようになっている触媒を排気
通路に装備するとともに、均一燃焼領域のうちの低負荷
側では空燃比を理論空燃比よりもリーンとし、圧縮行程
噴射による成層燃焼状態から分割噴射への切替わり時
に、空燃比を一時的に理論空燃比もしくはこれよりリッ
チとなる程度まで変更するようにしておいてもよい（請
求項１２）。
ンな空燃比のときに排気ガス中のＮＯｘを吸着して、理
論空燃比もしくはそれよりリッチな空燃比となったとき
にＮＯｘを還元、除去するようになっている触媒を排気
通路に装備するとともに、均一燃焼領域のうちの低負荷
側では空燃比を理論空燃比よりもリーンとし、圧縮行程
噴射による成層燃焼状態から分割噴射への切替わり時
に、空燃比を一時的に理論空燃比もしくはこれよりリッ
チとなる程度まで変更するようにしておいてもよい（請
求項１２）。
【００２３】請求項１３に係る発明は、エンジンの燃焼
室内に直接燃料を噴射するインジェクタと、低負荷域で
は燃焼室全体の空燃比を理論空燃比よりもリーンとしつ
つ成層燃焼状態とし、高負荷域では均一燃焼状態とする
ように上記インジェクタからの燃料噴射形態を切替える
噴射形態切替手段とを備えるとともに、吸気通路に機械
式過給機を設けた過給機付筒内噴射式エンジンにおい
て、成層燃焼状態とする運転領域である成層燃焼領域の
うちの少なくとも高負荷側を、上記機械式過給機の作動
により吸気圧力が大気圧以上となる過給運転領域とする
ように設定する運転領域設定手段と、上記機械式過給機
を駆動状態と停止状態とに切替えるクラッチ手段と、成
層燃焼領域の中の低負荷側の運転領域で過給機停止状態
とするように上記クラッチ手段を制御するクラッチ制御
手段とを備えるとともに、成層燃焼領域の中で過給機停
止状態とする運転領域と過給機駆動状態とする運転領域
とはいずれも空燃比が理論空燃比よりもリーンで、か
つ、過給機停止状態とする運転領域では過給機駆動状態
とする運転領域と比べて空燃比がさらにリーンとなり、
両運転領域の境界で空燃比に所定の段差が生じるように
設定したものである。
室内に直接燃料を噴射するインジェクタと、低負荷域で
は燃焼室全体の空燃比を理論空燃比よりもリーンとしつ
つ成層燃焼状態とし、高負荷域では均一燃焼状態とする
ように上記インジェクタからの燃料噴射形態を切替える
噴射形態切替手段とを備えるとともに、吸気通路に機械
式過給機を設けた過給機付筒内噴射式エンジンにおい
て、成層燃焼状態とする運転領域である成層燃焼領域の
うちの少なくとも高負荷側を、上記機械式過給機の作動
により吸気圧力が大気圧以上となる過給運転領域とする
ように設定する運転領域設定手段と、上記機械式過給機
を駆動状態と停止状態とに切替えるクラッチ手段と、成
層燃焼領域の中の低負荷側の運転領域で過給機停止状態
とするように上記クラッチ手段を制御するクラッチ制御
手段とを備えるとともに、成層燃焼領域の中で過給機停
止状態とする運転領域と過給機駆動状態とする運転領域
とはいずれも空燃比が理論空燃比よりもリーンで、か
つ、過給機停止状態とする運転領域では過給機駆動状態
とする運転領域と比べて空燃比がさらにリーンとなり、
両運転領域の境界で空燃比に所定の段差が生じるように
設定したものである。
【００２４】この構成によると、過給機停止状態から過
給機駆動状態に切替わったときに空燃比が所定量だけリ
ッチ方向に変化することにより、過給機駆動抵抗による
トルクダウンが補われる。
給機駆動状態に切替わったときに空燃比が所定量だけリ
ッチ方向に変化することにより、過給機駆動抵抗による
トルクダウンが補われる。
【００２５】請求項１４に係る発明は、エンジンの燃焼
室内に直接燃料を噴射するインジェクタと、低負荷域で
は燃焼室全体の空燃比を理論空燃比よりもリーンとしつ
つ成層燃焼状態とし、高負荷域では均一燃焼状態とする
ように上記インジェクタからの燃料噴射形態を切替える
噴射形態切替手段とを備えるとともに、吸気通路に機械
式過給機を設けた過給機付筒内噴射式エンジンにおい
て、上記機械式過給機を駆動状態と停止状態とに切替え
るクラッチ手段と、成層燃焼領域の中の低負荷側おける
第１設定回転数以下の低回転域で過給機停止状態とし、
第１設定回転数より高回転側で過給機駆動状態とするよ
うに上記クラッチ手段を制御するクラッチ制御手段とを
設ける一方、上記第１設定回転数よりも高い第２設定回
転数まで成層燃焼領域を設定し、第２設定回転数より高
回転側を均一燃焼領域とするとともに、成層燃焼領域に
おいて過給機駆動状態とする運転領域ではバイパス開閉
弁を全開より小さい開度とし、この領域からエンジン回
転数が上昇して第２設定回転数より高回転側となったと
きにバイパス開閉弁を開作動するように構成したもので
ある。
室内に直接燃料を噴射するインジェクタと、低負荷域で
は燃焼室全体の空燃比を理論空燃比よりもリーンとしつ
つ成層燃焼状態とし、高負荷域では均一燃焼状態とする
ように上記インジェクタからの燃料噴射形態を切替える
噴射形態切替手段とを備えるとともに、吸気通路に機械
式過給機を設けた過給機付筒内噴射式エンジンにおい
て、上記機械式過給機を駆動状態と停止状態とに切替え
るクラッチ手段と、成層燃焼領域の中の低負荷側おける
第１設定回転数以下の低回転域で過給機停止状態とし、
第１設定回転数より高回転側で過給機駆動状態とするよ
うに上記クラッチ手段を制御するクラッチ制御手段とを
設ける一方、上記第１設定回転数よりも高い第２設定回
転数まで成層燃焼領域を設定し、第２設定回転数より高
回転側を均一燃焼領域とするとともに、成層燃焼領域に
おいて過給機駆動状態とする運転領域ではバイパス開閉
弁を全開より小さい開度とし、この領域からエンジン回
転数が上昇して第２設定回転数より高回転側となったと
きにバイパス開閉弁を開作動するように構成したもので
ある。
【００２６】この構成によると、回転数が上昇したとき
にもそれに伴って過給機駆動状態及び燃料噴射形態が切
替えられ、かつ、その燃料噴射形態切替わり時に失火を
防止するとともにトルクショックを低減する作用が得ら
れる。
にもそれに伴って過給機駆動状態及び燃料噴射形態が切
替えられ、かつ、その燃料噴射形態切替わり時に失火を
防止するとともにトルクショックを低減する作用が得ら
れる。
【００２７】請求項１３または１４に係る発明におい
て、成層燃焼領域では上記インジェクタから圧縮行程で
燃料を噴射することにより成層燃焼状態とする一方、均
一燃焼領域のうちで成層燃焼領域に隣接する所定運転領
域では上記インジェクタからの燃料噴射を吸気行程と圧
縮行程とに分けて行なう分割噴射とし、この所定運転領
域よりも高負荷側では上記インジェクタからの燃料噴射
を吸気行程のみで行なう吸気行程噴射とするように燃料
噴射形態切替手段を構成しておくことが好ましい（請求
項１５）。
て、成層燃焼領域では上記インジェクタから圧縮行程で
燃料を噴射することにより成層燃焼状態とする一方、均
一燃焼領域のうちで成層燃焼領域に隣接する所定運転領
域では上記インジェクタからの燃料噴射を吸気行程と圧
縮行程とに分けて行なう分割噴射とし、この所定運転領
域よりも高負荷側では上記インジェクタからの燃料噴射
を吸気行程のみで行なう吸気行程噴射とするように燃料
噴射形態切替手段を構成しておくことが好ましい（請求
項１５）。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２９】図１は本発明の一実施形態による過給機付
筒内噴射式エンジンを概略的に示したものである。この
図において、エンジン本体１は複数の気筒２を有し、そ
の各気筒２には、そのシリンダボアに挿入されたピスト
ン３の上方に燃焼室４が形成されており、この燃焼室４
には吸気ポート５及び排気ポート６が開口している。上
記吸気ポート５及び各排気ポート６は、吸気弁７及び排
気弁８によってそれぞれ開閉されるようになっている。
筒内噴射式エンジンを概略的に示したものである。この
図において、エンジン本体１は複数の気筒２を有し、そ
の各気筒２には、そのシリンダボアに挿入されたピスト
ン３の上方に燃焼室４が形成されており、この燃焼室４
には吸気ポート５及び排気ポート６が開口している。上
記吸気ポート５及び各排気ポート６は、吸気弁７及び排
気弁８によってそれぞれ開閉されるようになっている。
【００３０】上記燃焼室４の中央部には点火プラグ９が
配設され、そのプラグ先端が燃焼室４内に臨んでいる。
また、燃焼室４内には側方からインジェクタ１０の先端
部が臨み、このインジェクタ１０から燃焼室４内に直接
燃料が噴射されるようになっている。
配設され、そのプラグ先端が燃焼室４内に臨んでいる。
また、燃焼室４内には側方からインジェクタ１０の先端
部が臨み、このインジェクタ１０から燃焼室４内に直接
燃料が噴射されるようになっている。
【００３１】上記エンジン本体１に対し、吸気通路１１
及び排気通路１２が配設され、吸気通路１１の下流端側
が吸気ポート５に連通するとともに、排気通路１２の上
流端側が排気ポート６に連通している。上記吸気通路１
１は、上流側の共通吸気通路１３と、その下流に設けら
れたサージタンク１４と、このサージタンク１４から気
筒別に分岐した独立吸気通路１５とを有している。上記
共通吸気通路１３には、エアクリーナ１６、吸入空気量
を検出するエアフローメータ１７、スロットル弁駆動用
モータ１９により駆動されるスロットル弁１８が設けら
れるとともに、スロットル弁１８の下流に過給機が設け
られ、当実施形態ではリショルム型の機械式過給機２０
が設けられている。さらにこの機械式過給機２０の下流
にインタークーラ２１が設けられている。
及び排気通路１２が配設され、吸気通路１１の下流端側
が吸気ポート５に連通するとともに、排気通路１２の上
流端側が排気ポート６に連通している。上記吸気通路１
１は、上流側の共通吸気通路１３と、その下流に設けら
れたサージタンク１４と、このサージタンク１４から気
筒別に分岐した独立吸気通路１５とを有している。上記
共通吸気通路１３には、エアクリーナ１６、吸入空気量
を検出するエアフローメータ１７、スロットル弁駆動用
モータ１９により駆動されるスロットル弁１８が設けら
れるとともに、スロットル弁１８の下流に過給機が設け
られ、当実施形態ではリショルム型の機械式過給機２０
が設けられている。さらにこの機械式過給機２０の下流
にインタークーラ２１が設けられている。
【００３２】上記機械式過給機２０は、エンジン出力軸
によりベルト伝動機構２２を介して駆動されるようにな
っている。上記ベルト伝動機構２２のプーリと機械式過
給機２０との間には、機械式過給機２０への駆動力の伝
達を断続する電磁クラッチ２３が設けられている。
によりベルト伝動機構２２を介して駆動されるようにな
っている。上記ベルト伝動機構２２のプーリと機械式過
給機２０との間には、機械式過給機２０への駆動力の伝
達を断続する電磁クラッチ２３が設けられている。
【００３３】さらに吸気通路１１には、機械式過給機２
０をバイパスする過給機バイパス通路２４が設けられて
いる。この過給機バイパス通路２４は、一端がスロット
ル弁１８と機械式過給機２０との間の共通吸気通路１３
に接続されるとともに、他端がインタークーラ２１の下
流の吸気通路１１に接続されており、この過給機バイパ
ス通路２４の途中にバイパス開閉弁（ＡＢＶ）２５が設
けられている。このバイパス開閉弁２５は、電気的な駆
動手段である開閉弁駆動モータ２６により駆動されるよ
うになっている。
０をバイパスする過給機バイパス通路２４が設けられて
いる。この過給機バイパス通路２４は、一端がスロット
ル弁１８と機械式過給機２０との間の共通吸気通路１３
に接続されるとともに、他端がインタークーラ２１の下
流の吸気通路１１に接続されており、この過給機バイパ
ス通路２４の途中にバイパス開閉弁（ＡＢＶ）２５が設
けられている。このバイパス開閉弁２５は、電気的な駆
動手段である開閉弁駆動モータ２６により駆動されるよ
うになっている。
【００３４】上記スロットル弁駆動モータ１９及び開閉
弁駆動モータ２６はステップモータからなり、これらの
モータ１９，２６と上記電磁クラッチ２３が制御ユニッ
ト（ＥＣＵ）４０により制御される。また、インジェク
タ１０からの燃料噴射時期及び噴射量も制御ユニット４
０により運転状態に応じて制御される。この制御ユニッ
ト４０には、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセ
ルセンサ２７及びエンジン回転数を検出する回転数セン
サ２８からの各検出信号が入力されるようになってい
る。
弁駆動モータ２６はステップモータからなり、これらの
モータ１９，２６と上記電磁クラッチ２３が制御ユニッ
ト（ＥＣＵ）４０により制御される。また、インジェク
タ１０からの燃料噴射時期及び噴射量も制御ユニット４
０により運転状態に応じて制御される。この制御ユニッ
ト４０には、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセ
ルセンサ２７及びエンジン回転数を検出する回転数セン
サ２８からの各検出信号が入力されるようになってい
る。
【００３５】また、上記排気通路１２には、排気ガス浄
化用の触媒装置３０が配設されている。この触媒装置３
０は、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等を浄化するも
ので、望ましくは、空燃比が理論空燃比よりもリーンな
状態にあるリーン運転時でもＮＯｘ浄化性能を有するよ
うな触媒が用いられる。
化用の触媒装置３０が配設されている。この触媒装置３
０は、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等を浄化するも
ので、望ましくは、空燃比が理論空燃比よりもリーンな
状態にあるリーン運転時でもＮＯｘ浄化性能を有するよ
うな触媒が用いられる。
【００３６】図２は、図１中に示した制御ユニット４０
の構成を示す機能ブロック図である。この図において制
御ユニット４０は、噴射形態切替手段４１、燃料噴射量
制御手段４２、クラッチ制御手段４３、運転領域設定手
段４４及び過給状態変更手段４５を含んでいる。
の構成を示す機能ブロック図である。この図において制
御ユニット４０は、噴射形態切替手段４１、燃料噴射量
制御手段４２、クラッチ制御手段４３、運転領域設定手
段４４及び過給状態変更手段４５を含んでいる。
【００３７】上記噴射形態切替手段４１は、上記インジ
ェクタ１０からの燃料噴射の形態を切替えることによ
り、噴射燃料を点火プラグ９付近に偏在させる成層燃焼
状態と噴射燃料を燃焼室全体に拡散させる均一燃焼状態
とに変更し得るようになっている。すなわち、成層燃焼
状態とするときは上記インジェクタ１０から圧縮行程で
燃料を噴射させ、均一燃焼状態とするときは上記インジ
ェクタ１０から噴射燃料の全部または一部を吸気行程で
噴射させる。そして、後述の図３（ａ）に示すような領
域設定に基づき、運転状態に応じた噴射形態の切替制御
を行なうようになっている。なお、当明細書では、燃料
を吸気行程と圧縮行程とに分けてインジェクタ１０から
噴射する分割噴射により弱成層となる状態も均一燃焼状
態の中に含ませている。
ェクタ１０からの燃料噴射の形態を切替えることによ
り、噴射燃料を点火プラグ９付近に偏在させる成層燃焼
状態と噴射燃料を燃焼室全体に拡散させる均一燃焼状態
とに変更し得るようになっている。すなわち、成層燃焼
状態とするときは上記インジェクタ１０から圧縮行程で
燃料を噴射させ、均一燃焼状態とするときは上記インジ
ェクタ１０から噴射燃料の全部または一部を吸気行程で
噴射させる。そして、後述の図３（ａ）に示すような領
域設定に基づき、運転状態に応じた噴射形態の切替制御
を行なうようになっている。なお、当明細書では、燃料
を吸気行程と圧縮行程とに分けてインジェクタ１０から
噴射する分割噴射により弱成層となる状態も均一燃焼状
態の中に含ませている。
【００３８】上記燃料噴射量制御手段４２は、アクセル
開度等に応じて噴射パルス幅を演算することによりイン
ジェクタ１０からの燃料噴射量を制御するもので、負荷
が高くなるにつれて燃料噴射量を増加させるようになっ
ている。また、後に説明するように、過給機停止状態か
ら過給機駆動状態への切替わり時には燃料噴射量を増量
するようになっている。
開度等に応じて噴射パルス幅を演算することによりイン
ジェクタ１０からの燃料噴射量を制御するもので、負荷
が高くなるにつれて燃料噴射量を増加させるようになっ
ている。また、後に説明するように、過給機停止状態か
ら過給機駆動状態への切替わり時には燃料噴射量を増量
するようになっている。
【００３９】上記クラッチ制御手段４３は、上記電磁ク
ラッチ２３のＯＮ，ＯＦＦを制御することにより過給機
駆動状態と過給機停止状態の切替を行なうもので、後述
の図３（ｂ）に示すような領域設定に基づき、運転状態
に応じた電磁クラッチ２３のの制御を行なうようになっ
ている。
ラッチ２３のＯＮ，ＯＦＦを制御することにより過給機
駆動状態と過給機停止状態の切替を行なうもので、後述
の図３（ｂ）に示すような領域設定に基づき、運転状態
に応じた電磁クラッチ２３のの制御を行なうようになっ
ている。
【００４０】上記運転領域設定手段４４は、運転状態に
応じた噴射形態切替の制御と電磁クラッチ２３の制御と
について予め設定された運転領域のマップを記憶するメ
モリを有しており、この運転領域設定手段４４におい
て、成層燃焼領域（成層燃焼状態とする運転領域）のう
ちの少なくとも高負荷側を、上記過給機の作動により吸
気圧力が大気圧以上となる過給運転領域とするように設
定されている。
応じた噴射形態切替の制御と電磁クラッチ２３の制御と
について予め設定された運転領域のマップを記憶するメ
モリを有しており、この運転領域設定手段４４におい
て、成層燃焼領域（成層燃焼状態とする運転領域）のう
ちの少なくとも高負荷側を、上記過給機の作動により吸
気圧力が大気圧以上となる過給運転領域とするように設
定されている。
【００４１】具体的には図３（ａ）（ｂ）に示すように
運転領域のマップが設定されており、この図では縦軸を
負荷（例えば平均有効圧力Ｐｅ）、横軸をエンジン回転
数Ｎｅとして示している。すなわち、電磁クラッチ２３
の制御のための領域設定としては、図３（ｂ）に示すよ
うに、第１設定負荷Ｐ１以下で且つ第１設定回転数Ｎ１
以下の低負荷低回転領域ＣがクラッチＯＦＦの領域とさ
れ、上記第１設定負荷Ｐ１より高負荷側及び上記第１設
定回転数Ｎ１より高回転側の領域ＤがクラッチＯＮの領
域とされる。上記第１設定負荷Ｐ１はスロットル弁下流
の吸気圧力が大気圧となる負荷（一点鎖線）の近傍とさ
れている。
運転領域のマップが設定されており、この図では縦軸を
負荷（例えば平均有効圧力Ｐｅ）、横軸をエンジン回転
数Ｎｅとして示している。すなわち、電磁クラッチ２３
の制御のための領域設定としては、図３（ｂ）に示すよ
うに、第１設定負荷Ｐ１以下で且つ第１設定回転数Ｎ１
以下の低負荷低回転領域ＣがクラッチＯＦＦの領域とさ
れ、上記第１設定負荷Ｐ１より高負荷側及び上記第１設
定回転数Ｎ１より高回転側の領域ＤがクラッチＯＮの領
域とされる。上記第１設定負荷Ｐ１はスロットル弁下流
の吸気圧力が大気圧となる負荷（一点鎖線）の近傍とさ
れている。
【００４２】噴射形態切替の制御のための領域設定とし
ては、図３（ａ）に示すように、第２設定負荷Ｐ２以下
で且つ第２設定回転数Ｎ２以下の領域Ａが成層燃焼領域
とされ、上記第２設定負荷Ｐ２より高負荷側及び上記第
２設定回転数Ｎ２より高回転側の領域Ｂが均一燃焼領域
とされている。上記第２設定負荷Ｐ２は第１設定負荷よ
りＰ１よりも高く、成層燃焼領域Ａのうちの高負荷側は
上記過給機の作動により吸気圧力が大気圧以上となる過
給運転領域となるように設定されている。また、上記第
２設定回転数Ｎ２は第１設定回転数Ｎ１よりも高く、成
層燃焼領域Ａのうちで第１設定回転数Ｎ１より高回転側
では過給機駆動状態とされるようになっている。
ては、図３（ａ）に示すように、第２設定負荷Ｐ２以下
で且つ第２設定回転数Ｎ２以下の領域Ａが成層燃焼領域
とされ、上記第２設定負荷Ｐ２より高負荷側及び上記第
２設定回転数Ｎ２より高回転側の領域Ｂが均一燃焼領域
とされている。上記第２設定負荷Ｐ２は第１設定負荷よ
りＰ１よりも高く、成層燃焼領域Ａのうちの高負荷側は
上記過給機の作動により吸気圧力が大気圧以上となる過
給運転領域となるように設定されている。また、上記第
２設定回転数Ｎ２は第１設定回転数Ｎ１よりも高く、成
層燃焼領域Ａのうちで第１設定回転数Ｎ１より高回転側
では過給機駆動状態とされるようになっている。
【００４３】上記均一燃焼領域Ｂのうち、第３設定負荷
Ｐ３以下で且つ第３設定回転数Ｎ３以下の領域（成層燃
焼領域Ａに隣接する領域）Ｂ１は分割噴射を行なう領域
とされ、それ以外の領域Ｂ２，Ｂ３が吸気行程噴射を行
なう領域とされている。
Ｐ３以下で且つ第３設定回転数Ｎ３以下の領域（成層燃
焼領域Ａに隣接する領域）Ｂ１は分割噴射を行なう領域
とされ、それ以外の領域Ｂ２，Ｂ３が吸気行程噴射を行
なう領域とされている。
【００４４】また、空燃比も図３（ａ）に示すマップの
各運転領域に応じて次のように設定されている。すなわ
ち、成層燃焼領域Ａでは理論空燃比と比べて大幅なリー
ン（例えば４０程度）とされ、均一燃焼領域のうちの分
割噴射領域Ｂ１と、吸気行程噴射領域のうちの第４設定
負荷Ｐ４以下で且つ第４設定回転数Ｎ４以下の領域Ｂ２
では均一燃焼状態でのリーン限界を越えない程度のリー
ン（例えば１７〜２０）とされ、第４設定負荷Ｐ４より
高負荷側及び第４設定回転数Ｎ４より高回転側の領域Ｂ
３では理論空燃比もしくはそれよりリッチ（λ≦１）と
されている。なお、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４、Ｎ１＜Ｎ
２＜Ｎ３＜Ｎ４である。
各運転領域に応じて次のように設定されている。すなわ
ち、成層燃焼領域Ａでは理論空燃比と比べて大幅なリー
ン（例えば４０程度）とされ、均一燃焼領域のうちの分
割噴射領域Ｂ１と、吸気行程噴射領域のうちの第４設定
負荷Ｐ４以下で且つ第４設定回転数Ｎ４以下の領域Ｂ２
では均一燃焼状態でのリーン限界を越えない程度のリー
ン（例えば１７〜２０）とされ、第４設定負荷Ｐ４より
高負荷側及び第４設定回転数Ｎ４より高回転側の領域Ｂ
３では理論空燃比もしくはそれよりリッチ（λ≦１）と
されている。なお、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４、Ｎ１＜Ｎ
２＜Ｎ３＜Ｎ４である。
【００４５】上記過給状態変更手段４５は、モータ２６
を介してバイパス開閉弁２５を制御するものであり、後
に詳述するように、成層燃焼領域Ａ内で過給機駆動状態
とされる領域では負荷に応じて過給を行なわせるべくバ
イパス開閉弁２５の開度を全開よりも小さくし、成層燃
焼状態から均一燃焼状態に切替わったときは一時的に過
給バイパス量（過給バイパス通路２４の流量）を増大さ
せるべくバイパス開閉弁２５の開度を大きくする。さら
に、均一燃焼状態に切替わった後は、負荷の上昇につれ
てバイパス開閉弁２５の開度を小さくするようになって
いる。
を介してバイパス開閉弁２５を制御するものであり、後
に詳述するように、成層燃焼領域Ａ内で過給機駆動状態
とされる領域では負荷に応じて過給を行なわせるべくバ
イパス開閉弁２５の開度を全開よりも小さくし、成層燃
焼状態から均一燃焼状態に切替わったときは一時的に過
給バイパス量（過給バイパス通路２４の流量）を増大さ
せるべくバイパス開閉弁２５の開度を大きくする。さら
に、均一燃焼状態に切替わった後は、負荷の上昇につれ
てバイパス開閉弁２５の開度を小さくするようになって
いる。
【００４６】以上のような当実施形態の過給機付筒内噴
射式エンジンの動作を、図４及び図５を参照しつつ説明
する。
射式エンジンの動作を、図４及び図５を参照しつつ説明
する。
【００４７】図４は低回転低負荷からのエンジン負荷の
上昇に応じた動作を示している。この図に示すように、
低負荷低回転側の過給機停止領域Ｃでは、電磁クラッチ
２３がＯＦＦとされることにより機械式過給機２０が停
止状態とされるとともに、上記インジェクタ１０から圧
縮行程で燃料が噴射されることにより成層燃焼が行わ
れ、空燃比は例えば４０程度のリーンとなるように吸入
空気量及びインジェクタ１０からの燃料噴射量がコント
ロールされる。そして、負荷が上昇するにつれて負荷に
見合うように次第に燃料噴射量が増加するが、第１設定
負荷Ｐ１に達するまではスロットル弁１８等で吸入空気
量が調整されることにより大幅なリーン状態が保たれつ
つ成層燃焼が行われる。これにより、燃焼効率が高めら
れるとともにポンピングロスが低減され、燃費が改善さ
れる。
上昇に応じた動作を示している。この図に示すように、
低負荷低回転側の過給機停止領域Ｃでは、電磁クラッチ
２３がＯＦＦとされることにより機械式過給機２０が停
止状態とされるとともに、上記インジェクタ１０から圧
縮行程で燃料が噴射されることにより成層燃焼が行わ
れ、空燃比は例えば４０程度のリーンとなるように吸入
空気量及びインジェクタ１０からの燃料噴射量がコント
ロールされる。そして、負荷が上昇するにつれて負荷に
見合うように次第に燃料噴射量が増加するが、第１設定
負荷Ｐ１に達するまではスロットル弁１８等で吸入空気
量が調整されることにより大幅なリーン状態が保たれつ
つ成層燃焼が行われる。これにより、燃焼効率が高めら
れるとともにポンピングロスが低減され、燃費が改善さ
れる。
【００４８】エンジン負荷が第１設定負荷Ｐ１を越える
と、電磁クラッチ２３がＯＮに切替わって機械式過給機
２０が駆動状態になるが、第２設定負荷Ｐ２に達するま
では成層燃焼状態が維持される。当実施形態では、過給
機駆動状態に切替わったときに、燃料噴射量が増量され
ることにより、過給機駆動抵抗によるトルクダウンが補
われ、このときのトルクショックが防止される。このと
きに、燃料増量に見合うだけ過給量を増加させるべくバ
イパス開閉弁２５の開度は全開から所定量小さくされ、
さらに、成層燃焼領域内で負荷の上昇に伴う燃料噴射量
の増加に見合うようにバイパス開閉弁２５の開度が次第
に小さくされることで過給量が増加され、空燃比は４０
程度のリーンな状態に保たれる。
と、電磁クラッチ２３がＯＮに切替わって機械式過給機
２０が駆動状態になるが、第２設定負荷Ｐ２に達するま
では成層燃焼状態が維持される。当実施形態では、過給
機駆動状態に切替わったときに、燃料噴射量が増量され
ることにより、過給機駆動抵抗によるトルクダウンが補
われ、このときのトルクショックが防止される。このと
きに、燃料増量に見合うだけ過給量を増加させるべくバ
イパス開閉弁２５の開度は全開から所定量小さくされ、
さらに、成層燃焼領域内で負荷の上昇に伴う燃料噴射量
の増加に見合うようにバイパス開閉弁２５の開度が次第
に小さくされることで過給量が増加され、空燃比は４０
程度のリーンな状態に保たれる。
【００４９】このようにして、第２設定負荷Ｐ２まで
の、過給が行われる領域も含めた広い運転領域で、大幅
なリーン状態での成層燃焼が行われることにより、燃費
改善効果が高められる。
の、過給が行われる領域も含めた広い運転領域で、大幅
なリーン状態での成層燃焼が行われることにより、燃費
改善効果が高められる。
【００５０】上記第２設定負荷Ｐ２を越えたときは、圧
縮行程噴射による成層燃焼から均一燃焼へ燃料噴射形態
が切替えられ、当実施形態では分割噴射による弱成層状
態へ切替えられる。このとき、バイパス開閉弁２５の開
度が大きくされることにより、過給バイパス量が増加
し、過給量が減少する。これよって空燃比はリッチ方向
に変化し、例えば１７〜２０程度とされることにより、
均一燃焼状態でも燃焼安定性が確保され、失火が防止さ
れる。この場合に、バイパス開閉弁２５が電気的な駆動
手段であるモータ２６により駆動されるようになってい
るので、その作動が応答性良く行われ、速やかに空燃比
が変化する。また、このように過給量の調節により空燃
比は変化するがトルクが大きく変動することはなく、ト
ルクショックが低減される。
縮行程噴射による成層燃焼から均一燃焼へ燃料噴射形態
が切替えられ、当実施形態では分割噴射による弱成層状
態へ切替えられる。このとき、バイパス開閉弁２５の開
度が大きくされることにより、過給バイパス量が増加
し、過給量が減少する。これよって空燃比はリッチ方向
に変化し、例えば１７〜２０程度とされることにより、
均一燃焼状態でも燃焼安定性が確保され、失火が防止さ
れる。この場合に、バイパス開閉弁２５が電気的な駆動
手段であるモータ２６により駆動されるようになってい
るので、その作動が応答性良く行われ、速やかに空燃比
が変化する。また、このように過給量の調節により空燃
比は変化するがトルクが大きく変動することはなく、ト
ルクショックが低減される。
【００５１】この切替わり時に、燃料噴射量は実線のよ
うに負荷に応じてリニアに変化する状態に保ってもよい
が、燃焼効率が多少低下する分を見込んで破線のように
多少増量してもよい。とくに、当実施例のように圧縮行
程噴射による成層燃焼状態から分割噴射による弱成層状
態へ切替えられる場合、圧縮行程での噴射量は成層燃焼
時と同程度に保ちつつ、吸気行程での噴射を追加するこ
とで燃料を増量すれば、着火性が確保されて失火が確実
に防止されるとともに、燃料噴射量の制御が容易にな
る。そして、燃焼形態は負荷の上昇に応じて成層燃焼状
態から分割噴射による弱成層状態を経て吸気行程噴射に
よる均一燃焼状態に移行するようになっているので、燃
焼形態が大きく急変することがなく、スムーズに均一燃
焼状態に移行する。
うに負荷に応じてリニアに変化する状態に保ってもよい
が、燃焼効率が多少低下する分を見込んで破線のように
多少増量してもよい。とくに、当実施例のように圧縮行
程噴射による成層燃焼状態から分割噴射による弱成層状
態へ切替えられる場合、圧縮行程での噴射量は成層燃焼
時と同程度に保ちつつ、吸気行程での噴射を追加するこ
とで燃料を増量すれば、着火性が確保されて失火が確実
に防止されるとともに、燃料噴射量の制御が容易にな
る。そして、燃焼形態は負荷の上昇に応じて成層燃焼状
態から分割噴射による弱成層状態を経て吸気行程噴射に
よる均一燃焼状態に移行するようになっているので、燃
焼形態が大きく急変することがなく、スムーズに均一燃
焼状態に移行する。
【００５２】上記第２設定負荷Ｐ２を越えてからさらに
負荷が上昇した場合、弱成層状態とされる領域を含む均
一燃焼領域内の低負荷側の領域では、負荷が高くなるに
つれて燃料噴射量が増加されるとともにバイパス開閉弁
２５の開度が次第に小さくされて過給空気量が増加され
ることで空燃比が適度のリーンに保たれる。また、バイ
パス開閉弁２５が全閉となって最大過給状態に達した後
は、負荷に応じた燃料の増加により空燃比が次第にリッ
チ方向に変化する。このように均一燃焼領域でも、過給
を利用して可能な限り高負荷側までリーン状態とされる
ことにより燃費が改善されるとともに、出力性能も満足
される。
負荷が上昇した場合、弱成層状態とされる領域を含む均
一燃焼領域内の低負荷側の領域では、負荷が高くなるに
つれて燃料噴射量が増加されるとともにバイパス開閉弁
２５の開度が次第に小さくされて過給空気量が増加され
ることで空燃比が適度のリーンに保たれる。また、バイ
パス開閉弁２５が全閉となって最大過給状態に達した後
は、負荷に応じた燃料の増加により空燃比が次第にリッ
チ方向に変化する。このように均一燃焼領域でも、過給
を利用して可能な限り高負荷側までリーン状態とされる
ことにより燃費が改善されるとともに、出力性能も満足
される。
【００５３】また、図５は低回転低負荷からのエンジン
回転数の上昇に応じた動作を示している。この図のよう
に、低負荷側においてエンジン回転数が変化する場合、
第１設定回転数Ｎ１以下の過給機停止領域Ｃでは電磁ク
ラッチ２３がＯＦＦとされることにより過給機停止状態
とされるとともに、圧縮行程噴射による成層燃焼が行わ
れ、第１設定回転数Ｎ１を越えると電磁クラッチ２３が
ＯＮとされることにより過給機駆動状態に切替えられ、
かつ、成層燃焼状態が維持される。
回転数の上昇に応じた動作を示している。この図のよう
に、低負荷側においてエンジン回転数が変化する場合、
第１設定回転数Ｎ１以下の過給機停止領域Ｃでは電磁ク
ラッチ２３がＯＦＦとされることにより過給機停止状態
とされるとともに、圧縮行程噴射による成層燃焼が行わ
れ、第１設定回転数Ｎ１を越えると電磁クラッチ２３が
ＯＮとされることにより過給機駆動状態に切替えられ、
かつ、成層燃焼状態が維持される。
【００５４】そして過給機駆動状態への切替時にはバイ
パス開閉弁２５が全開より小さい開度にされてある程度
過給が行われるとともにそれに応じて燃料噴射量が調整
され、第２設定回転数Ｎ２に達するまでこのような制御
状態とされる。この場合、低負荷高回転側では大きなト
ルクを必要としないので、高負荷低回転側の領域と比
べ、バイパス開閉弁２５の開度を大きくすることで過給
量を比較的少なくし、過給機駆動抵抗を小さくすること
が望ましい。
パス開閉弁２５が全開より小さい開度にされてある程度
過給が行われるとともにそれに応じて燃料噴射量が調整
され、第２設定回転数Ｎ２に達するまでこのような制御
状態とされる。この場合、低負荷高回転側では大きなト
ルクを必要としないので、高負荷低回転側の領域と比
べ、バイパス開閉弁２５の開度を大きくすることで過給
量を比較的少なくし、過給機駆動抵抗を小さくすること
が望ましい。
【００５５】上記第２設定回転数Ｎ２を越えると、均一
燃焼状態（当実施形態では分割噴射による弱成層状態）
に切替えられるとともに、バイパス開閉弁２５が全開状
態に戻されることにより空燃比がリッチ方向に変更され
る。
燃焼状態（当実施形態では分割噴射による弱成層状態）
に切替えられるとともに、バイパス開閉弁２５が全開状
態に戻されることにより空燃比がリッチ方向に変更され
る。
【００５６】こうして、エンジン回転数が上昇したとき
にもそれに伴って過給機駆動状態及び燃料噴射形態が切
替えられ、かつ、その燃料噴射形態切替わり時に失火を
防止するとともにトルクショックを低減する作用が得ら
れる。
にもそれに伴って過給機駆動状態及び燃料噴射形態が切
替えられ、かつ、その燃料噴射形態切替わり時に失火を
防止するとともにトルクショックを低減する作用が得ら
れる。
【００５７】なお、図４中に示すような制御動作におい
て、成層燃焼状態から均一燃焼状態に切替わるときに、
同図に二点鎖線で示すようにバイパス開閉弁２５を大き
く開くこと等により空燃比を一時的にλ≦１となるまで
リッチ化させるようにしてもよい。あるいは、分割噴射
における吸気行程での噴射による噴射量の増量によって
このように空燃比をリッチ化させてもよい。このように
するのは、排気通路中の触媒装置３０が、理論空燃比よ
りもリーンな空燃比のときに排気ガス中のＮＯｘを吸着
して、理論空燃比もしくはそれよりリッチな空燃比とな
ったときにＨＣ、ＣＯとの反応によりＮＯｘを還元、除
去するような吸着型のＮＯｘ触媒を用いたものである場
合に、その浄化性能を維持するためである。
て、成層燃焼状態から均一燃焼状態に切替わるときに、
同図に二点鎖線で示すようにバイパス開閉弁２５を大き
く開くこと等により空燃比を一時的にλ≦１となるまで
リッチ化させるようにしてもよい。あるいは、分割噴射
における吸気行程での噴射による噴射量の増量によって
このように空燃比をリッチ化させてもよい。このように
するのは、排気通路中の触媒装置３０が、理論空燃比よ
りもリーンな空燃比のときに排気ガス中のＮＯｘを吸着
して、理論空燃比もしくはそれよりリッチな空燃比とな
ったときにＨＣ、ＣＯとの反応によりＮＯｘを還元、除
去するような吸着型のＮＯｘ触媒を用いたものである場
合に、その浄化性能を維持するためである。
【００５８】すなわち、上記吸着型のＮＯｘ触媒は、理
論空燃比よりリーンな状態が長時間続くとＮＯｘ吸着量
が飽和して浄化能力が低下するが、上記のように均一燃
焼状態への切替わり時に一時的にλ≦１となるまでリッ
チ化すれば、上記触媒の浄化能力が回復されることとな
る。
論空燃比よりリーンな状態が長時間続くとＮＯｘ吸着量
が飽和して浄化能力が低下するが、上記のように均一燃
焼状態への切替わり時に一時的にλ≦１となるまでリッ
チ化すれば、上記触媒の浄化能力が回復されることとな
る。
【００５９】図６は空燃比の制御の別の実施形態を示し
ている。この実施例形態でも、燃料噴射形態の切替制御
のためのマップ及び電磁クラッチ２３の切替制御のため
のマップは図３（ａ）（ｂ）のように設定されており、
第１設定負荷Ｐ１以下の低負荷域では過給機停止状態で
成層燃焼が行われる。そしてこの状態では空燃比が例え
ば４０程度の大幅なリーンとされる。
ている。この実施例形態でも、燃料噴射形態の切替制御
のためのマップ及び電磁クラッチ２３の切替制御のため
のマップは図３（ａ）（ｂ）のように設定されており、
第１設定負荷Ｐ１以下の低負荷域では過給機停止状態で
成層燃焼が行われる。そしてこの状態では空燃比が例え
ば４０程度の大幅なリーンとされる。
【００６０】第１設定負荷Ｐ１から第２設定負荷Ｐ２ま
での領域では、過給機駆動状態で成層燃焼が行われる
が、当実施形態ではこの領域での空燃比が、理論空燃比
と比べるとリーンであるが過給機停止状態での成層燃焼
時よりはリッチとされている。このようにしているの
は、過給によりリーン状態を高めようとすると過給機駆
動抵抗が増大するため、ある程度以上はリーン化しても
燃費改善効果が得られなくなるからである。また、この
ように過給機駆動状態と過給機停止状態とで空燃比に段
差をもたせておけば、過給機駆動状態への切替わり時の
過給機駆動抵抗によるトルクダウンの抑制にも有効であ
る。
での領域では、過給機駆動状態で成層燃焼が行われる
が、当実施形態ではこの領域での空燃比が、理論空燃比
と比べるとリーンであるが過給機停止状態での成層燃焼
時よりはリッチとされている。このようにしているの
は、過給によりリーン状態を高めようとすると過給機駆
動抵抗が増大するため、ある程度以上はリーン化しても
燃費改善効果が得られなくなるからである。また、この
ように過給機駆動状態と過給機停止状態とで空燃比に段
差をもたせておけば、過給機駆動状態への切替わり時の
過給機駆動抵抗によるトルクダウンの抑制にも有効であ
る。
【００６１】なお、上記実施形態では過給機として機械
式過給機を用いているが、ターボ過給機を用いてもよ
い。この場合、電磁クラッチは有せず、低負荷低回転時
に電磁クラッチをＯＦＦにして過給機停止状態とすると
いうような制御は行われないが、成層燃焼状態と均一燃
焼状態とを切替える制御及び過給機バイパス通路のバイ
パス開閉弁の制御は上記実施形態と同様に行なうように
すればよい。
式過給機を用いているが、ターボ過給機を用いてもよ
い。この場合、電磁クラッチは有せず、低負荷低回転時
に電磁クラッチをＯＦＦにして過給機停止状態とすると
いうような制御は行われないが、成層燃焼状態と均一燃
焼状態とを切替える制御及び過給機バイパス通路のバイ
パス開閉弁の制御は上記実施形態と同様に行なうように
すればよい。
【００６２】
【発明の効果】以上のように本発明は、過給機付筒内噴
射式エンジンにおいて、成層燃焼領域のうちの少なくと
も高負荷側を過給運転領域とし、過給運転領域を含む成
層燃焼領域で空燃比をリーンにした状態で成層燃焼を行
なうようにするとともに、成層燃焼状態から均一燃焼状
態への切替わり時に、一時的に過給バイパス通路の流量
を増大させることにより空燃比をリッチ方向に変更する
ようにしているため、過給を利用して比較的高負荷側ま
で成層燃焼を行うことで燃費改善効果を高め、しかも、
成層燃焼状態から均一燃焼状態へ切替わったときに、均
一燃焼状態でのリーン限界よりもリッチ側まで空燃比が
速やかに変化し、失火を防止して燃焼安定性を高めるこ
とができ、かつ切替わり時のトルクショックを抑制する
ことができる。
射式エンジンにおいて、成層燃焼領域のうちの少なくと
も高負荷側を過給運転領域とし、過給運転領域を含む成
層燃焼領域で空燃比をリーンにした状態で成層燃焼を行
なうようにするとともに、成層燃焼状態から均一燃焼状
態への切替わり時に、一時的に過給バイパス通路の流量
を増大させることにより空燃比をリッチ方向に変更する
ようにしているため、過給を利用して比較的高負荷側ま
で成層燃焼を行うことで燃費改善効果を高め、しかも、
成層燃焼状態から均一燃焼状態へ切替わったときに、均
一燃焼状態でのリーン限界よりもリッチ側まで空燃比が
速やかに変化し、失火を防止して燃焼安定性を高めるこ
とができ、かつ切替わり時のトルクショックを抑制する
ことができる。
【００６３】この発明において、均一燃焼領域の低負荷
側でも空燃比をリーンとし、かつ、成層燃焼時と均一燃
焼時とで空燃比に所定の段差を持たせるようにしておけ
ば、上記のような効果が得られるとともに、燃費改善効
果をより一層高めることができる。
側でも空燃比をリーンとし、かつ、成層燃焼時と均一燃
焼時とで空燃比に所定の段差を持たせるようにしておけ
ば、上記のような効果が得られるとともに、燃費改善効
果をより一層高めることができる。
【００６４】また、上記過給機を機械式過給機とし、成
層燃焼領域の中の低負荷側の運転領域で過給機停止状態
とする場合に、成層燃焼領域の中で過給機停止状態とす
る運転領域と過給機駆動状態とする運転領域とはいずれ
も空燃比が理論空燃比よりもリーンで、かつ、過給機停
止状態とする運転領域では過給機駆動状態とする運転領
域と比べて空燃比がさらにリーンとなり、両運転領域の
境界で空燃比に所定の段差が生じるように設定しておく
と、過給機停止状態から過給機駆動状態に切替わったと
きの過給機駆動抵抗によるトルクダウンを抑制すること
ができる。
層燃焼領域の中の低負荷側の運転領域で過給機停止状態
とする場合に、成層燃焼領域の中で過給機停止状態とす
る運転領域と過給機駆動状態とする運転領域とはいずれ
も空燃比が理論空燃比よりもリーンで、かつ、過給機停
止状態とする運転領域では過給機駆動状態とする運転領
域と比べて空燃比がさらにリーンとなり、両運転領域の
境界で空燃比に所定の段差が生じるように設定しておく
と、過給機停止状態から過給機駆動状態に切替わったと
きの過給機駆動抵抗によるトルクダウンを抑制すること
ができる。
【図１】本発明の一実施形態による過給機付筒内噴射式
エンジンの全体図である。
エンジンの全体図である。
【図２】制御ユニットの機能ブロック図である。
【図３】（ａ）は燃料噴射形態の制御のための運転領域
のマップを示す図、（ｂ）は過給機の駆動、停止の制御
のための運転領域のマップを示す図である。
のマップを示す図、（ｂ）は過給機の駆動、停止の制御
のための運転領域のマップを示す図である。
【図４】エンジン負荷に応じた電磁クラッチ、バイパス
開閉弁、空燃比及び燃料噴射量の変化を示す図である。
開閉弁、空燃比及び燃料噴射量の変化を示す図である。
【図５】エンジン回転数に応じたバイパス開閉弁の開度
の変化を示す図である。
の変化を示す図である。
【図６】別の実施形態による空燃比変化を示す図であ
る。
る。
１ エンジン本体 ４ 燃焼室 ９ 点火プラグ １０ インジェクタ １５ 吸気通路 ２０ 機械式過給機 ２３ 電磁クラッチ ２４ 過給機バイパス通路 ２５ バイパス開閉弁 ３０ 触媒装置 ４０ 制御ユニット ４１ 噴射形態切替手段 ４３ クラッチ制御手段 ４４ 運転領域設定手段 ４５ 過給状態変更手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 23/02 Ｆ０２Ｄ 23/02 Ｈ Ｋ 41/04 ３０１ 41/04 ３０１Ｂ ３０１Ｊ ３３５ ３３５Ｃ 41/34 41/34 Ｈ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｒ ３０１Ｊ ３０１Ｈ
Claims (15)
- 【請求項１】 エンジンの燃焼室内に直接燃料を噴射す
るインジェクタと、低負荷域では燃焼室全体の空燃比を
理論空燃比よりもリーンとしつつ成層燃焼状態とし、高
負荷域では均一燃焼状態とするように上記インジェクタ
からの燃料噴射形態を切替える噴射形態切替手段とを備
えるとともに、吸気通路に過給機を設けた過給機付筒内
噴射式エンジンにおいて、成層燃焼状態とする運転領域
である成層燃焼領域のうちの少なくとも高負荷側を、上
記過給機の作動により吸気圧力が大気圧以上となる過給
運転領域とするように設定する運転領域設定手段と、上
記過給機をバイパスする過給機バイパス通路に介設され
た開度変更可能なバイパス開閉弁と、高負荷域への運転
状態の移行に伴って上記成層燃焼状態から均一燃焼状態
へ燃料噴射形態が切替わったときに一時的に過給バイパ
ス通路の流量を増大させることにより空燃比をリッチ方
向に変更する過給状態変更手段とを設けたことを特徴と
する過給機付筒内噴射式エンジン。 - 【請求項２】 均一燃焼状態とする運転領域である均一
燃焼領域のうちの低負荷側では空燃比を理論空燃比より
もリーンとし、成層燃焼状態から均一燃焼状態への切替
わり時に、理論空燃比よりもリーンとなる範囲内で空燃
比を所定段差をもってリッチ方向に変更するように過給
状態変更手段を構成したことを特徴とする請求項１記載
の過給機付筒内噴射式エンジン。 - 【請求項３】 成層燃焼領域では上記インジェクタから
圧縮行程で燃料を噴射することにより成層燃焼状態とす
る一方、均一燃焼領域のうちで成層燃焼領域に隣接する
所定運転領域では上記インジェクタからの燃料噴射を吸
気行程と圧縮行程とに分けて行なう分割噴射とし、この
所定運転領域よりも高負荷側では上記インジェクタから
の燃料噴射を吸気行程のみで行なう吸気行程噴射とする
ように燃料噴射形態切替手段を構成したことを特徴とす
る請求項１または２のいずれかに記載の過給機付筒内噴
射式エンジン。 - 【請求項４】 圧縮行程噴射による成層燃焼状態から分
割噴射へ燃料噴射形態が切替わるときに、圧縮行程での
噴射による一定の噴射量に吸気行程での噴射を加えるこ
とにより総燃料噴射量を増量するようにしたことを特徴
とする請求項３記載の過給機付筒内噴射式エンジン。 - 【請求項５】 上記バイパス開閉弁は電気的な駆動手段
により駆動されるようになっているものであることを特
徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の過給機付筒内
噴射式エンジン。 - 【請求項６】 上記過給機を機械式過給機とし、この機
械式過給機を駆動状態と停止状態とに切替えるクラッチ
手段を設けるとともに、成層燃焼領域の中の低負荷側の
運転領域で過給機停止状態とするように上記クラッチ手
段を制御するクラッチ制御手段を設けたことを特徴とす
る請求項１〜５のいずれかに記載の過給機付筒内噴射式
エンジン。 - 【請求項７】 成層燃焼領域の中の低負荷側おける第１
設定回転数以下の低回転域で過給機停止状態とし、第１
設定回転数より高回転側で過給機駆動状態とするように
クラッチ制御手段を構成する一方、上記第１設定回転数
よりも高い第２設定回転数まで成層燃焼領域を設定し、
第２設定回転数より高回転側を均一燃焼領域とするとと
もに、成層燃焼領域において過給機駆動状態とする運転
領域ではバイパス開閉弁を全開より小さい開度とし、こ
の領域からエンジン回転数が上昇して第２設定回転数よ
り高回転側となったときにバイパス開閉弁を開作動する
ように構成したことを特徴とする請求項６記載の過給機
付筒内噴射式エンジン。 - 【請求項８】 成層燃焼領域において過給機駆動状態と
する運転領域の中で低負荷高回転側の領域では高負荷低
回転側の領域と比べてバイパス開閉弁の開度を大きくし
たことを特徴とする請求項６または７記載の過給機付筒
内噴射式エンジン。 - 【請求項９】 成層燃焼領域の中で過給機停止状態とす
る運転領域と過給機駆動状態とする運転領域とはいずれ
も空燃比が理論空燃比よりもリーンで、かつ、過給機停
止状態とする運転領域では過給機駆動状態とする運転領
域と比べて空燃比がさらにリーンとなり、両運転領域の
境界で空燃比に所定の段差が生じるように設定したこと
を特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の過給機付
筒内噴射式エンジン。 - 【請求項１０】 理論空燃比よりもリーンな空燃比のと
きに排気ガス中のＮＯｘを吸着して、理論空燃比もしく
はそれよりリッチな空燃比となったときにＮＯｘを還
元、除去するようになっている触媒を排気通路に装備す
るとともに、均一燃焼領域のうちの低負荷側では空燃比
を理論空燃比よりもリーンとし、成層燃焼状態から均一
燃焼状態への切替わり時に、空燃比を一時的に理論空燃
比もしくはこれよりリッチとなる程度まで変更するよう
にしたことを特徴とする請求項１記載の過給機付筒内噴
射式エンジン。 - 【請求項１１】 エンジンの燃焼室内に直接燃料を噴射
するインジェクタと、低負荷域では燃焼室全体の空燃比
を理論空燃比よりもリーンとしつつ成層燃焼状態とし、
高負荷域では均一燃焼状態とするように上記インジェク
タからの燃料噴射形態を切替える噴射形態切替手段とを
備えるとともに、吸気通路に過給機を設けた過給機付筒
内噴射式エンジンにおいて、成層燃焼状態とする運転領
域である成層燃焼領域のうちの少なくとも高負荷側を、
上記過給機の作動により吸気圧力が大気圧以上となる過
給運転領域とするように設定する運転領域設定手段を設
けるとともに、成層燃焼領域では上記インジェクタから
圧縮行程で燃料を噴射することにより成層燃焼状態とす
る一方、均一燃焼領域のうちで成層燃焼領域に隣接する
所定運転領域では上記インジェクタからの燃料噴射を吸
気行程と圧縮行程とに分けて行なう分割噴射とし、この
所定運転領域よりも高負荷側では上記インジェクタから
の燃料噴射を吸気行程のみで行なう吸気行程噴射とする
ように燃料噴射形態切替手段を構成し、かつ、圧縮行程
噴射による成層燃焼状態から分割噴射へ燃料噴射形態が
切替わるときに、圧縮行程噴射による一定の噴射量に吸
気行程での噴射を加えることにより総燃料噴射量を増量
するようにしたことを特徴とする過給機付筒内噴射式エ
ンジン - 【請求項１２】 理論空燃比よりもリーンな空燃比のと
きに排気ガス中のＮＯｘを吸着して、理論空燃比もしく
はそれよりリッチな空燃比となったときにＮＯｘを還
元、除去するようになっている触媒を排気通路に装備す
るとともに、均一燃焼領域のうちの低負荷側では空燃比
を理論空燃比よりもリーンとし、圧縮行程噴射による成
層燃焼状態から分割噴射への切替わり時に、空燃比を一
時的に理論空燃比もしくはこれよりリッチとなる程度ま
で変更するようにしたことを特徴とする請求項１１記載
の過給機付筒内噴射式エンジン。 - 【請求項１３】 エンジンの燃焼室内に直接燃料を噴射
するインジェクタと、低負荷域では燃焼室全体の空燃比
を理論空燃比よりもリーンとしつつ成層燃焼状態とし、
高負荷域では均一燃焼状態とするように上記インジェク
タからの燃料噴射形態を切替える噴射形態切替手段とを
備えるとともに、吸気通路に機械式過給機を設けた過給
機付筒内噴射式エンジンにおいて、成層燃焼状態とする
運転領域である成層燃焼領域のうちの少なくとも高負荷
側を、上記機械式過給機の作動により吸気圧力が大気圧
以上となる過給運転領域とするように設定する運転領域
設定手段と、上記機械式過給機を駆動状態と停止状態と
に切替えるクラッチ手段と、成層燃焼領域の中の低負荷
側の運転領域で過給機停止状態とするように上記クラッ
チ手段を制御するクラッチ制御手段とを備えるととも
に、成層燃焼領域の中で過給機停止状態とする運転領域
と過給機駆動状態とする運転領域とはいずれも空燃比が
理論空燃比よりもリーンで、かつ、過給機停止状態とす
る運転領域では過給機駆動状態とする運転領域と比べて
空燃比がさらにリーンとなり、両運転領域の境界で空燃
比に所定の段差が生じるように設定したことを特徴とす
る過給機付筒内噴射式エンジン。 - 【請求項１４】 エンジンの燃焼室内に直接燃料を噴射
するインジェクタと、低負荷域では燃焼室全体の空燃比
を理論空燃比よりもリーンとしつつ成層燃焼状態とし、
高負荷域では均一燃焼状態とするように上記インジェク
タからの燃料噴射形態を切替える噴射形態切替手段とを
備えるとともに、吸気通路に機械式過給機を設けた過給
機付筒内噴射式エンジンにおいて、上記機械式過給機を
駆動状態と停止状態とに切替えるクラッチ手段と、成層
燃焼領域の中の低負荷側おける第１設定回転数以下の低
回転域で過給機停止状態とし、第１設定回転数より高回
転側で過給機駆動状態とするように上記クラッチ手段を
制御するクラッチ制御手段とを設ける一方、上記第１設
定回転数よりも高い第２設定回転数まで成層燃焼領域を
設定し、第２設定回転数より高回転側を均一燃焼領域と
するとともに、成層燃焼領域において過給機駆動状態と
する運転領域ではバイパス開閉弁を全開より小さい開度
とし、この領域からエンジン回転数が上昇して第２設定
回転数より高回転側となったときにバイパス開閉弁を開
作動するように構成したことを特徴とする過給機付筒内
噴射式エンジン。 - 【請求項１５】 成層燃焼領域では上記インジェクタか
ら圧縮行程で燃料を噴射することにより成層燃焼状態と
する一方、均一燃焼領域のうちで成層燃焼領域に隣接す
る所定運転領域では上記インジェクタからの燃料噴射を
吸気行程と圧縮行程とに分けて行なう分割噴射とし、こ
の所定運転領域よりも高負荷側では上記インジェクタか
らの燃料噴射を吸気行程のみで行なう吸気行程噴射とす
るように燃料噴射形態切替手段を構成したことを特徴と
する請求項１３または１４に記載の過給機付筒内噴射式
エンジン。
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|---|---|---|---|
| JP08081797A JP4035859B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 過給機付筒内噴射式エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08081797A JP4035859B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 過給機付筒内噴射式エンジン |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10274071A true JPH10274071A (ja) | 1998-10-13 |
| JP4035859B2 JP4035859B2 (ja) | 2008-01-23 |
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ID=13729013
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|---|---|---|---|
| JP08081797A Expired - Fee Related JP4035859B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 過給機付筒内噴射式エンジン |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4035859B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2359858A (en) * | 2000-03-03 | 2001-09-05 | Ford Global Tech Inc | Boosted (supercharged) direct injection stratified charge gasoline engines |
| EP1277943A1 (en) * | 2001-07-17 | 2003-01-22 | Mazda Motor Corporation | Spark ignition direct injection engine with supercharger |
| EP1323915A3 (en) * | 2001-12-27 | 2006-05-10 | Hitachi, Ltd. | Control apparatus for a direct injection engine |
| JP2015081534A (ja) * | 2013-10-22 | 2015-04-27 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関と内燃機関の制御方法 |
-
1997
- 1997-03-31 JP JP08081797A patent/JP4035859B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2359858A (en) * | 2000-03-03 | 2001-09-05 | Ford Global Tech Inc | Boosted (supercharged) direct injection stratified charge gasoline engines |
| GB2359858B (en) * | 2000-03-03 | 2004-02-25 | Ford Global Tech Inc | Boosted direct injection stratified charge gasoline engines |
| EP1277943A1 (en) * | 2001-07-17 | 2003-01-22 | Mazda Motor Corporation | Spark ignition direct injection engine with supercharger |
| US6550445B2 (en) | 2001-07-17 | 2003-04-22 | Mazda Motor Corporation | Spark-ignition direct injection engine with supercharger |
| EP1323915A3 (en) * | 2001-12-27 | 2006-05-10 | Hitachi, Ltd. | Control apparatus for a direct injection engine |
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