JPH10274072A

JPH10274072A - 過給機付筒内噴射型エンジン

Info

Publication number: JPH10274072A
Application number: JP9081227A
Authority: JP
Inventors: Junzo Sasaki; 潤三佐々木; Keiji Araki; 啓二荒木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13
Anticipated expiration: 2017-03-31
Also published as: JP3817821B2

Abstract

(57)【要約】【課題】過給機駆動の高負荷域での燃料要求に適切に
対応しながら、極低負荷域において空燃比が失火限界を
越えるのを防止する。【解決手段】燃焼室２９の略周縁部にインジェクタ３
５を配設して点火プラグ３６の近傍に直接燃料を噴射す
るようにし、低負荷域では燃料を圧縮行程後期に噴射し
て成層燃焼を行わせ、また高負荷域では吸気行程中に燃
料を噴射して均一燃焼を行わせるように過給機付きエン
ジンを構成した。そして、成層燃焼を行わせる運転域の
うち、特に、アイドル運転時等の極低負荷の運転域で
は、有効圧縮比が有効膨張比よりも小さくなるように吸
気弁３２の閉時期を大きく遅らせて吸気の充填を抑制す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料を直接燃焼室
内に噴射するインジェクタを備えた筒内噴射型エンジン
において、特に、過給機を備えた筒内噴射型エンジンに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃料を直接燃焼室に噴射するイン
ジェクタを備え、低負荷時に、上記インジェクタから圧
縮行程後期に燃料を噴射することで点火プラグまわりに
混合気が偏在する状態として成層燃焼を行い、これによ
り燃焼安定性を確保しつつ空燃比をリーンにして燃焼改
善を図るとともに、高負荷時には、吸気行程で燃料を噴
射することで燃料を拡散させて均一燃焼を行い、これに
より空燃比をリッチにして高いエンジン出力を発生する
ようにした筒内噴射型エンジンは一般に知られている。
また、この種のエンジンに過給機を搭載し、吸気の過給
を行うことによりエンジンのトルクアップを図ることも
行われている。

【０００３】この種のエンジンでは、燃料系で燃料を一
定の圧力に加圧し、図８に示すようにＥＣＵからの開弁
時間信号（パルス信号）に応じてインジェクタを作動さ
せる、つまり、インジェクタ内のニードルをパルス幅に
応じた時間だけリフトさせることにより燃料をインジェ
クタから噴射するようになっている。燃料の圧力（燃
圧）は、圧縮行程後期の燃焼室内の圧力より高い圧力に
設定され、これにより圧縮行程後期に燃焼室内に燃料を
噴射できるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなエンジン
において、特に、過給機を備えてトルクアップを図るよ
うにしたエンジンでは、過給機駆動状態の高負荷域にお
いて短時間に多くの燃料を噴射することが要求されるた
め、例えば、ノズル口径が大きく設定される等、高燃圧
のもとで所要量の燃料を所定期間内に噴射できるように
インジェクタが構成されている。

【０００５】ところが、このようなエンジンでは、高負
荷域での燃料噴射は良好に行われるものの、アイドル運
転時等、極少量の燃料を噴射する必要がある極低負荷の
運転域では、インジェクタの作動時間が極めて短くな
り、例えば図８に破線で示すような特定量Ｑ以下の極少
量の燃料を噴射する運転域では、インジェクタの作動誤
差による噴射量のバラツキが大きくなる傾向にある。こ
の際、噴射量が要求噴射量より多い場合には特に問題と
なることはないが、逆に少ない場合には空燃比が大きく
リーンサイドに偏って失火限界を越えてしまう虞れがあ
る。従ってこれを解決することが望まれる。

【０００６】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、過給機を備えた筒内噴射型エンジンに
おいて、過給機駆動の高負荷域での燃料要求に適切に対
応しながら、極低負荷域において空燃比が失火限界を越
えるのを効果的に防止することができる過給機付筒内噴
射型エンジンを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の過給機付筒内噴射型エンジンは、過給機を
備えるとともに燃料を燃焼室内に直接噴射するインジェ
クタを備え、低負荷時に空燃比が理論空燃比よりも大き
い状態でインジェクタから圧縮工程で燃料を噴射して成
層燃焼を行わせるとともに、全負荷時に過給状態で、か
つ空燃比が理論空燃比若しくはそれ以下の状態で均一燃
焼を行わせるようにした過給機付筒内噴射型エンジンに
おいて、吸気時期を可変とする動弁可変手段と、これを
制御する吸気時期制御手段とを設け、成層燃焼を行わせ
る運転域のうち極低負荷側の運転域で、吸気弁の閉時期
を有効圧縮比が有効膨張比よりも小さくなる早閉じ又は
遅閉じとすることにより吸気の充填を成層燃焼状態に比
べて抑えるようにしたものである（請求項１）。

【０００８】このエンジンによれば、噴射燃料が極めて
少ない極低負荷域において噴射量にバラツキが生じて噴
射量が要求噴射量に満たないような場合でも、吸気の充
填が抑えられているために空燃比が大きくリーンサイド
に偏ることがない。しかも、吸気弁を早閉じ又は遅閉じ
するためポンピングロスを伴うことなく吸気の充填が抑
えられる。

【０００９】このようなエンジンにおいては、上記過給
機として機械式過給機を用い、過給機駆動による全負荷
の運転域で、ピストンが上死点に達する前の吸排気のオ
ーバーラップが上死点に達した後のオーバーラップより
も大きくなるように吸気時期を制御するのが好ましい
（請求項２）。

【００１０】このようにすれば、掃気性能を高めて、全
負荷域でノッキングを効果的に防止することができると
ともに、新気充填効率をアップすることができる。

【００１１】また、少なくとも過給機駆動の運転域にお
いて、有効圧縮比が有効膨張比に近づくように吸気弁の
閉時期を制御するようにすれば（請求項３）、過給機の
負荷を軽減して燃費を向上させることが可能となる。

【００１２】さらに、インジェクタへの供給燃料圧力を
一定とする、つまり、運転域に拘らず、圧縮行程に燃料
を噴射できる高い圧力で燃料を噴射するようにすれば
（請求項４）、噴射燃料の気化・霧化が促進され、燃焼
性が高められる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。

【００１４】図１は本発明に係る過給機付筒内噴射型エ
ンジンの一例を示す模式図、図２は同エンジンの要部構
成を示す概略図である。この図において、エンジンは、
エンジン本体１０と、このエンジン本体１０に接続され
る吸気通路１２及び排気通路１３等で構成されている。

【００１５】上記吸気通路１２には、上流側から順にエ
アクリーナ１４、エアフローメータ１５、スロットル弁
１６，過給機１７、インタークーラ１８及びサージタン
ク１９等が配設されている。

【００１６】上記過給機１７は、図外のエンジン出力軸
により機械的に駆動されて吸気の過給を行う機械式過給
機で、例えば、一対のロータを有したリショルム型の過
給機からなり、ベルト伝動機構によるエンジンの回転力
伝達に応じて各ロータを回転させて吸入空気を圧縮して
吐出するように構成されている。また、過給機１７に
は、上記回転力を断続するための電磁クラッチ２０が設
けられおり、この電磁クラッチ２０がオンとなったとき
に回転力が伝達されて過給機１７が駆動状態となり、電
磁クラッチ２０がオフとなったときに回転力の伝達が遮
断されて過給機１７が停止状態になるように構成されて
いる。

【００１７】吸気通路１２には、さらに上記過給機１７
をバイパスする過給バイパス通路２１が設けられるとと
もに、この過給バイパス通路２１に制御弁２２が設けら
れており、運転状態に応じた制御弁２２の開閉に応じて
吸気をバイパスさせるようになっている。

【００１８】上記排気通路１３には、上流側から順にＯ
₂センサ２３、触媒装置２４及びサイレンサ２５等が配
設されている。触媒装置２４は、例えば三元触媒を備え
ており、排ガス中のＨＣ（炭化水素）、ＮＯｘ（窒素酸
化物）等を吸収して排ガスを浄化するように構成されて
いる。

【００１９】上記エンジン本体１０は、シリンダブロッ
クとその上部に設置されるシリンダヘッドとから構成さ
れている。シリンダブロックのシリンダ２７内にはピス
トン２８が配設され、このピストン２８の上面とシリン
ダヘッドの下面との間に燃焼室２９を形成している。

【００２０】また、エンジン本体１０には、燃焼室２９
に開口する吸気ポート及び排気ポートが形成され、例え
ば、各気筒毎に２個の吸気ポート３０と２個の排気ポー
ト３１とが形成されている。そして、各吸気ポート３０
に上記吸気通路１２を構成する吸気マニホールドがそれ
ぞれ接続される一方、各排気ポート３１に上記排気通路
１３を構成する排気マニホールドがそれぞれ接続されて
いる。

【００２１】各吸気ポート３０にはそれぞれ吸気弁３２
が装備され、各排気ポート３１にはそれぞれ排気弁３３
が装備されており、各弁３２，３３用のカムシャフトの
カム（図示省略）により各弁３２，３３が駆動されるよ
うになっている。特に、吸気弁３２を駆動するカムシャ
フトには、カムで吸気弁３４を作動させながらこのカム
の位相を変える動弁可変装置３４（図１に示す）が組み
込まれており、これにより吸気弁３２による吸気時期が
可変となっている。

【００２２】エンジン本体１０には、さらに、図２に示
すように燃焼室２９内に直接燃料を噴射するインジェク
タ３５と、点火プラグ３６とが設けられており、インジ
ェクタ３５の先端が燃焼室２９の略周縁部に配置され、
点火プラグ３６の先端が燃焼室２９の天井部の略中央に
配置されている。

【００２３】上記インジェクタ３５は、リターンスプリ
ングにより閉弁方向に付勢されるニードルと、これをリ
フトさせるための電磁コイルとを備えており、電磁コイ
ルの励磁によりニードルをリフトさせることによって後
記燃料系で加圧された燃料を先端のノズルから噴射する
ように構成されている。

【００２４】インジェクタ３５は、同図に示すように燃
焼室２９の一側方において吸気ポート３０が配設された
部分の下方に配設されているとともに、インジェクタ配
置部分に対向する燃焼室周縁付近に向かう斜め下方に向
かって燃料を噴射するようにエンジン本体１０に傾斜し
た状態で取付けられている。このようにインジェクタ３
５及び点火プラグ３６が配置されることにより、運転時
には、図２中に符号Ｆで示すように点火プラグ３６の先
端近傍に燃料が噴射されるようになっている。

【００２５】図３は、上記エンジンの燃料系の構成の一
例を示している。この図において、４０は、燃料タンク
であり、この燃料タンク４０と上記インジェクタ３５と
の間に燃料供給通路４１及び燃料リターン通路４２が接
続されている。

【００２６】燃料供給通路４１には、燃料タンク４０側
から順に低圧燃料ポンプ４３、フィルター４４及びエン
ジン駆動の高圧燃料ポンプ４５が設けられ、燃料リター
ン通路４２には、高圧レギュレータ４６と、その下流側
に位置する低圧レギュレータ４７が設けられている。さ
らに、高圧燃料ポンプ４５をバイパスする通路４８が設
けられ、この通路４８にチェックバルブ４８ａが設けら
れるとともに、高圧レギュレータ４６をバイパスする通
路４９が設けられ、この通路４９にソレノイドバルブ４
９ａが設けられている。

【００２７】そして、通常は、上記ソレノイドバルブ４
９ａが閉じられた状態で、高圧燃料ポンプ４５が作動さ
れ、かつ、高圧レギュレータ４６が機能することにより
インジェクタ３５に作用する供給燃料圧力（燃圧とい
う）が圧縮行程後記の噴射が可能な程度の高圧に調整さ
れる。また、高圧燃料ポンプ４５が充分に作動されない
エンジン始動時には、低圧燃料ポンプ４３が駆動される
とともに、上記ソレノイドバルブ４９ａが開かれて高圧
レギュレータ４６がバイパスされることで低圧レギュレ
ータ４７が機能し、これによりインジェクタ３５に作用
する燃圧が吸気行程噴射が可能な程度の低圧に調整され
るようになっている。

【００２８】図１において５０は、エンジン制御用のＥ
ＣＵ（コントロールユニット）であり、このＥＣＵ５０
には、アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）を
検出するアクセルセンサ３７、吸入空気量を検出するエ
アフローメータ３８、エンジン冷却水の温度を検出する
水温センサ３９、上記Ｏ₂センサ２３及び図外のクラン
ク角センサ等からの信号が入力されている。

【００２９】このＥＣＵ５０は、運転状態に応じて上記
電磁クラッチ２０を制御する過給機制御手段５１と、上
記動弁可変装置３４を制御することにより吸気時期を変
動させる吸気時期制御手段５２と、インジェクタ駆動回
路５５を介して燃料の噴射時期及び噴射量を制御する燃
料噴射制御手段５３とを含んでいる。

【００３０】上記ＥＣＵ５０の過給機制御手段５１によ
る運転状態に応じた電磁クラッチ２０の制御を図４に基
づいて説明する。

【００３１】同図は、エンジンの運転状態において過給
機１７が停止される運転領域である過給機停止領域Ａ
と、過給機１７が駆動される運転領域である過給機駆動
領域Ｂとを示しており、過給機停止領域Ａでは電磁クラ
ッチ２０がオフとされ、過給機駆動領域Ｂでは電磁クラ
ッチ２０がオンとされる。また、同図中のラインＩは、
過給機下流の吸気圧が大気圧となるときのトルク、つま
り無過給時の全トルクに相当するものであり、またライ
ンIIは、過給機１７による吸気の過給が行われた場合の
全開トルクに相当するものである。

【００３２】同図に示すように、予め設定された所定の
エンジン回転数Ｎ１より低速側においては、ラインＩを
若干越えるラインを境に低負荷側と高負荷側とで過給機
１７が停止状態と駆動状態とに切替えられる。設定回転
数Ｎ１は、ラインIIのピーク、つまり過給機１７による
吸気の過給が行われた場合の最高トルクとなるエンジン
の回転数近傍の回転数に設定されている。一方、設定回
転数Ｎ１より高速側では、低負荷側から高負荷側にわた
って過給機１７が駆動状態とされる。つまり、過給機停
止領域Ａは、設定回転数Ｎ１より低速側における低負荷
の領域とされ、また過給機駆動領域Ｂは、設定回転数Ｎ
１より低速側の高負荷側の領域および設定回転数Ｎ１よ
り高速側の低負荷側から高負荷側にわたる領域とされて
いる。

【００３３】また、ＥＣＵ５０の燃料噴射制御手段５３
による燃料の噴射時期及び噴射量の制御は図５に示すよ
うに行われる。

【００３４】すなわち、上記過給機駆動領域Ｂでは圧縮
行程後期に燃料を噴射し、上記過給機停止領域Ａでは吸
気行程中に燃料を噴射するようにインジェクタ３５が制
御される。但し、過給機停止領域Ａのうち、特定回転数
Ｎ２よりも低回転側で、かつ上記ラインＩとラインIIと
のほぼ中間のラインより低負荷側の領域では、全燃料噴
射量の一部を圧縮行程後期に噴射する、つまり、燃料の
分割噴射を行うようにインジェクタ３５が制御される。
なお、設定回転数Ｎ２は、上記設定回転数Ｎ１より高回
転で過給機１７による吸気の過給が行われた場合の最高
トルクとなるエンジンの回転数近傍の回転数に設定され
ている。

【００３５】燃料噴射量は、インジェクタ駆動回路５５
から出力される開弁時間信号（パルス信号）のパルス幅
に応じてインジェクタ３５の電磁コイルが励磁されるこ
とにより制御されるようになっている。そして、運転状
態に応じて要求噴射量が演算されるとともに、この要求
噴射量と燃圧とに基づいてパルス幅が求められ、このパ
ルス幅のパルス信号がインジェクタ３５に出力されるこ
とにより所要量の燃料が噴射されるようになっている。

【００３６】さらに、ＥＣＵ５０の吸気時期制御手段５
２による吸気時期の制御は以下のように行われる。

【００３７】基本的には、図６（ａ）に示すようにピス
トンが上死点（ＴＤＣ）に達するよりも充分早い位置か
ら吸気弁３２を開いて下死点（ＢＤＣ）より若干遅い位
置で吸気弁３２を閉じ、これによって有効圧縮比が有効
膨張比に近づくようにするとともに、吸排気のオーバー
ラップを大きく設け、かつ上死点（ＴＤＣ）前のオーバ
ーラップを上死点（ＴＤＣ）後のオーバーラップよりも
大きくするように吸気時期が設定されている（通常タイ
ミング）。そして、このオーバーラップ状態を保ちなが
らエンジンの回転数に応じてカムの位相を変えることに
より、例えば特定回転数Ｎ１より低回転側では図６
（ａ）に示すタイミングで吸気を行う一方、回転数Ｎ１
より高回転側では図６（ｂ）に示すように吸気弁３２の
閉時期が多少遅くなる方向に吸気時期を変動させ、これ
によってエンジン回転数に応じた最適な吸気充填効率を
得るように吸気時期が制御されるようになっている。

【００３８】但し、上記過給機停止領域Ａのうち、アイ
ドル運転時等、少量の燃料を噴射する極低負荷の特定運
転域αでは、図６（ｃ）に示すようにピストンが上死点
（ＴＤＣ）に達する若干早い位置から吸気弁３２を開い
て下死点（ＢＤＣ）より充分に遅い位置で吸気弁３２を
閉じる、つまり、吸気弁３２を遅閉じすることによって
有効圧縮比を有効膨張比よりも小さくする（吸気の充填
を抑える）ように吸気時期が制御されるようになってい
る（遅閉じタイミング）。なお、このときには吸排気の
オーバーラップは極小さくなる。

【００３９】以上のような当実施形態の過給機付筒内噴
射型エンジンの作用効果を次に説明する。

【００４０】上述のようなエンジンによれば、上記イン
ジェクタ３５の作動時間、つまり電磁コイルの励磁時間
が制御されることにより運転状態に応じた所要量の燃料
が噴射される。そして、過給機停止領域Ａでは、圧縮行
程後期に燃料が噴射されることで点火プラグ３６まわり
に混合気が偏在させられて成層燃焼が行われ、これによ
り空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態で安定燃焼が
行われて燃費の節約が図られ、また、過給機駆動領域Ｂ
の大部分の運転域では、吸気行程中に燃料が噴射される
ことにより、燃料の拡散が促進されて均一燃焼が行われ
てエンジン出力が高められる。そして、このような過給
機停止領域Ａから過給機駆動領域Ｂへの過渡領域におい
て上述のように燃料の分割噴射が行われることにより、
燃焼状態がスムーズに切替えらる。

【００４１】しかも、過給機停止領域Ａのうち極低負荷
の特定運転域αにおいては、吸気時期が上記遅閉じタイ
ミングとされることにより、噴射量にバラツキが生じ易
いこの運転域αでの安定燃焼性が確保される。

【００４２】すなわち、このエンジンでは、上述のよう
に吸気時期が遅閉じタイミングとされて吸気の充填が抑
制されることにより、特定運転域αでの吸気充填量が成
層燃焼状態に比べて少なくなっている。そのため、噴射
燃料が要求噴射量に満たないよう場合でも、空燃比が大
きくリーンサイドに偏って失火限界を越えるようなこと
がない。従って、過給機を備えたこの種のエンジンにお
いて生じる可能性の高い、極低負荷域での噴射燃料のバ
ラツキに起因した失火が効果的に回避され、これによっ
て安定燃焼性が好適に確保される。

【００４３】なお、上記のエンジンにおいては、特定運
転域α以外の運転域では、上死点（ＴＤＣ）前のオーバ
ーラップが上死点（ＴＤＣ）後のオーバーラップよりも
大きくなるように吸気時期を設定しているため、過給機
駆動による全負荷運転域での掃気性が充分に高められ
る。そのため、この運転域において高温の残留ガスを排
出することで燃焼温度上昇を抑制してノッキングの発生
を効果的に抑えることができ、また、残留ガス排出分だ
け新規充填効率をアップすることができるという利点も
ある。

【００４４】このように当実施形態のエンジンによれ
ば、過給機を備えた従来のこの種の筒内噴射式エンジン
と比較すると、アイドル運転時等の極低負荷域から過給
機駆動による全負荷域にわたって安定燃焼性を確保する
ことができる。

【００４５】ところで、上述のエンジンは本発明に係る
過給機付筒内噴射型のエンジンの一例であって、その具
体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更
可能である。

【００４６】例えば、上記エンジンでは、特定運転域α
で吸気弁３２を遅閉じすることで吸気の充填を抑え、こ
れによって特定運転域αでの空燃比が失火限界を越えな
いようにしているが、逆に、ピストンが下死点（ＢＤ
Ｃ）に達する前に吸気弁３２を閉じ、これによって吸気
の充填を抑えるようにしてもよい。この場合にも、上記
エンジンとに特定運転域αでの失火を防止することがで
きる。なお、吸気の充填を抑える方法としては、このよ
うに吸気弁３２による吸気時期を制御する以外に、例え
ば、スロットル弁の開度を調整することも考えられる
が、この場合には、ポンピングロスを伴うこととなるた
め、この点、吸気時期を制御するようにする方が有利で
ある。

【００４７】また、上記実施形態のエンジンでは、動弁
可変装置３４として、単一のカムで吸気弁を作動させな
がらこのカムの位相を変動させることによって吸気時期
を切替える装置を用いているが、例えば、２種類のカム
と、このれらのカムのいずれか一方のカムで吸気弁を作
動させるように切替える切替機構とを具備した動弁可変
装置を用いるようにしてもよい。

【００４８】なお、吸気の充填量は専ら吸気弁の閉時期
による影響が大きいため、例えば、２つの吸気ポートに
おける吸気弁の閉じタイミングを予め異ならせておき、
選択的に一方のポートへの吸気通路を遮断したり、ある
いは選択的に一方のポートにおける吸気弁３２を停止さ
せることにより、結果的に吸気弁の閉時期を可変とする
ようにしてもよい。この場合には、当実施形態のエンジ
ンのようにオーバーラップを大きく設けることなく、例
えば、上死点（ＴＤＣ）より若干早い位置から吸気を開
始し、図７に示すようなタイミングで吸気弁を閉じるよ
うに吸気弁の閉時期を変動させるようにしてもよい。す
なわち、燃焼噴射量の極めて少ない極低負荷域および過
給機駆動による全負荷域で吸気弁の閉時期を遅くして吸
気の充填を抑えるようにしてもよい。このようにすれ
ば、極低負荷域では空燃比のリーン化を抑えて失火を防
止することができ、過給機駆動による全負荷域では有効
圧縮比を減少させて燃焼温度の低温化を図り、これによ
り排気温度を下げることができるとともにノッキングの
発生を防止することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の過給機付
筒内噴射型エンジンは、燃料を燃焼室内に直接噴射する
インジェクタを備え過給機付筒内噴射型エンジンにおい
て、吸気時期を可変とする動弁可変手段と、これを制御
する吸気時期制御手段とを設け、成層燃焼を行わせる運
転域のうち極低負荷側の運転域で、吸気弁の閉時期を有
効圧縮比が有効膨張比よりも小さくなる早閉じ又は遅閉
じとすることにより吸気の充填を成層燃焼状態に比べて
抑えるようにしたので、噴射燃料が極めて少ない極低負
荷域において、噴射量にバラツキが生じて噴射量が要求
噴射量に満たないような場合でも、空燃比が大きくリー
ンサイドに偏って失火限界を越えるのを効果的に防止す
ることができる。従って、過給機駆動による全負荷運転
域で要求される燃料を適切に噴射するようにしながら
も、極低負荷域での失火の発生を回避して安定燃料性を
適切に確保することができる。しかも、吸気弁を早閉じ
又は遅閉じすることにより吸気の充填を抑えるので、ポ
ンピングロスを伴うことなく失火の発生を回避すること
ができるという利点もある。

【００５０】特に、このエンジンにいおいて、上記過給
機として機械式過給機を用い、過給機駆動による全負荷
の運転域で、ピストンが上死点に達する前の吸排気のオ
ーバーラップが上死点に達した後のオーバーラップより
も大きくなるように吸気時期を制御するようにすれば、
掃気性能を高めることができ、これにより全負荷域での
ノッキングを効果的に防止することができるとともに、
新気充填効率をアップすることができる。

【００５１】また、少なくとも過給機駆動の運転域にお
いて、有効圧縮比が有効膨張比に近づくように吸気弁の
閉時期を制御するようにすれば、過給機駆動域での過給
機の負荷を軽減して燃費を向上させることができる。

【００５２】さらに、インジェクタへの供給燃料圧力を
一定とする、つまり、運転域に拘らず、圧縮行程に燃料
を噴射できる高い圧力で燃料を噴射するようにすれば、
噴射燃料の気化・霧化を促進して燃焼性を高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る過給機付筒内噴射型エンジンの一
例を示す模式図である。

【図２】上記エンジン本体の燃焼室及びその付近を示す
平面概略図である。

【図３】上記エンジンの燃料系を示す構成図である。

【図４】過給機の駆動領域を説明する図である。

【図５】燃料の噴射時期を説明する図である。

【図６】（ａ）〜（ｃ）は吸気時期を説明する図で、
（ａ）及び（ｂ）は通常タイミング、（ｃ）は遅閉じタ
イミングを示す図である。

【図７】吸気の停止時期のみを変動させる場合の、吸気
時期の制御の一例を示す図である。

【図８】従来装置における燃料の噴射量と噴射時間（パ
ルス幅）との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０エンジン本体１２吸気通路１３排気通路１７過給機３５インジェクタ４０燃料タンク４１燃料供給通路４２燃料リターン通路４３低圧燃料ポンプ４５高圧燃料ポンプ５０ＥＣＵ５１過給機制御手段５２吸気時期制御手段５３燃料噴射制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｂ 29/08 Ｆ０２Ｂ 29/08 Ａ 37/00 ３０２ 37/00 ３０２ＡＦ０２Ｄ 13/02 Ｆ０２Ｄ 13/02 ＢＪ 23/00 23/00 Ｋ 23/02 23/02 Ａ 41/04 ３０５ 41/04 ３０５Ｂ３２０３２０

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】過給機を備えるとともに、燃料を燃焼室
内に直接噴射するインジェクタを備え、低負荷時に空燃
比が理論空燃比よりも大きい状態でインジェクタから圧
縮工程で燃料を噴射して成層燃焼を行わせるとともに、
全負荷時に過給状態で、かつ空燃比が理論空燃比若しく
はそれ以下の状態で均一燃焼を行わせるようにした過給
機付筒内噴射型エンジンにおいて、吸気時期を可変とす
る動弁可変手段と、これを制御する吸気時期制御手段と
を設け、成層燃焼を行わせる運転域のうち極低負荷側の
運転域で、吸気弁の閉時期を有効圧縮比が有効膨張比よ
りも小さくなる早閉じ又は遅閉じとすることにより吸気
の充填を成層燃焼状態に比べて抑えることを特徴とする
過給機付筒内噴射型エンジン。
【請求項２】上記過給機として機械式過給機を用い、
過給機駆動による全負荷の運転域で、ピストンが上死点
に達する前の吸排気のオーバーラップが上死点に達した
後のオーバーラップよりも大きくなるように吸気時期を
制御することを特徴とする請求項１記載の過給機付筒内
噴射型エンジン。
【請求項３】少なくとも過給機駆動の運転域では、有
効圧縮比が有効膨張比に近づくように吸気弁の閉時期を
制御することを特徴とする請求項１又は２記載の過給機
付筒内噴射型エンジン。
【請求項４】上記インジェクタへの供給燃料圧力を一
定とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
記載の過給機付筒内噴射型エンジン。