JPS6036719A - 層状給気エンジン - Google Patents
層状給気エンジンInfo
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- JPS6036719A JPS6036719A JP14527483A JP14527483A JPS6036719A JP S6036719 A JPS6036719 A JP S6036719A JP 14527483 A JP14527483 A JP 14527483A JP 14527483 A JP14527483 A JP 14527483A JP S6036719 A JPS6036719 A JP S6036719A
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- F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、層状給気エンジンに関するものである。
（従来技術）
従来Ｊ：す、■ンジンの燃費性、■ミッション性を改善
する目的から、負荷に応じて燃焼室に供給する燃料のう
ち着火に必要な燃ｒ１だけを着火装置の近傍に偏在させ
て、この部分のみの空燃比を濃くして着火性を向上した
層状燃焼を行うようにして、全体として希薄燃焼が実現
できる層状給気エンジンが、例えば特開昭４９−６２８
０７号、特開昭４９−１２８１０９号に見られるように
公知である。
する目的から、負荷に応じて燃焼室に供給する燃料のう
ち着火に必要な燃ｒ１だけを着火装置の近傍に偏在させ
て、この部分のみの空燃比を濃くして着火性を向上した
層状燃焼を行うようにして、全体として希薄燃焼が実現
できる層状給気エンジンが、例えば特開昭４９−６２８
０７号、特開昭４９−１２８１０９号に見られるように
公知である。
上記層状給気エンジンにおいては、着火装置まわりに供
給する着火用燃料は負荷に関係なく一定とし、この着火
用燃料の供給と同時に負荷に応じた量の分散燃料を供給
するようにしているものであり、低負荷時には着火装置
まわりに偏在した燃料の比率が大きく層状燃焼を行う一
方、高負荷時においては分散して供給される燃料の比率
が多くイｔって均一燃焼を行うことになる。
給する着火用燃料は負荷に関係なく一定とし、この着火
用燃料の供給と同時に負荷に応じた量の分散燃料を供給
するようにしているものであり、低負荷時には着火装置
まわりに偏在した燃料の比率が大きく層状燃焼を行う一
方、高負荷時においては分散して供給される燃料の比率
が多くイｔって均一燃焼を行うことになる。
しかして、上記のように負荷の上昇に応じて層状燃焼か
ら均一燃焼への移行を行う際に、温度上昇、高地移動に
よる大気圧低下、過給による圧力上ｖ７等の原因ににっ
て空気密度が変化した場合には、燃料供給品が同じであ
っても空気過剰率（空燃比）が変動Ｊる。空気過剰率が
小さいく濃い）状態で層状燃焼を行うこと（よ空気利用
率の低下に伴うス干−りの発生があり、また、空気過剰
率が大ぎい（薄い）状態で均一燃焼を行うことは、着火
性の低Ｆに伴う出力不足を〈ｉ−起するものであり、上
記層状燃焼から均一燃焼への移行を負荷のみに対応して
設定しているど、上記のＪ：うな外気条イ′１等に対応
づることができず、スモーク発生等の不具合を生じる恐
れがある。
ら均一燃焼への移行を行う際に、温度上昇、高地移動に
よる大気圧低下、過給による圧力上ｖ７等の原因ににっ
て空気密度が変化した場合には、燃料供給品が同じであ
っても空気過剰率（空燃比）が変動Ｊる。空気過剰率が
小さいく濃い）状態で層状燃焼を行うこと（よ空気利用
率の低下に伴うス干−りの発生があり、また、空気過剰
率が大ぎい（薄い）状態で均一燃焼を行うことは、着火
性の低Ｆに伴う出力不足を〈ｉ−起するものであり、上
記層状燃焼から均一燃焼への移行を負荷のみに対応して
設定しているど、上記のＪ：うな外気条イ′１等に対応
づることができず、スモーク発生等の不具合を生じる恐
れがある。
（発明の目的）
そこで、本発明は上記事情に鑑み、低負荷時では着火装
置のまわりに燃料を偏在して供給した層状燃焼を行うと
ともに、高負荷域では燃焼室全体に燃料を分散して供給
した均一燃焼を行うＪ、うにして、良好な層状燃焼ど均
一燃焼を１５ノるとともに、層状燃焼から均一燃焼への
切換えを適止な時期に行うようにｌノだ層状給気−ｒン
ジンをｌｉｄ但りることを［１的どりるものである。
置のまわりに燃料を偏在して供給した層状燃焼を行うと
ともに、高負荷域では燃焼室全体に燃料を分散して供給
した均一燃焼を行うＪ、うにして、良好な層状燃焼ど均
一燃焼を１５ノるとともに、層状燃焼から均一燃焼への
切換えを適止な時期に行うようにｌノだ層状給気−ｒン
ジンをｌｉｄ但りることを［１的どりるものである。
（発明の構成）
本発明の層状給気エンジンは、燃焼？ｆ内の着火装置ま
わりに燃ＩＩを供給り−る燃料供給手段と、吸気密度を
検出ηる吸気密１α検出手段とを備え、少なくとも（Ｉ
ｔ ＊Ｔｈ荷時に（ユ燃料供給手段から着火Ｈ向のまわ
りに偏在して燃料を供給し着火Ｊることにより層状燃焼
を行う一方、高角荷時に（３１燃焼室内に分散して燃ｒ
１を供給し着火することににり均一燃焼を行うようにし
たものであって、吸気密度検出手段の信号を受けた制（
（１１手段ＧＥＬ、吸気密度が低下したときには層状燃
焼から均一燃焼への切換点を低負荷側に移行Ｊるどと−
ｂに、吸気密度が上昇したとぎには層状燃焼から均一燃
焼への切換点を高０荷側に移行り−るようにしたことを
特徴どり゛るものである。
わりに燃ＩＩを供給り−る燃料供給手段と、吸気密度を
検出ηる吸気密１α検出手段とを備え、少なくとも（Ｉ
ｔ ＊Ｔｈ荷時に（ユ燃料供給手段から着火Ｈ向のまわ
りに偏在して燃料を供給し着火Ｊることにより層状燃焼
を行う一方、高角荷時に（３１燃焼室内に分散して燃ｒ
１を供給し着火することににり均一燃焼を行うようにし
たものであって、吸気密度検出手段の信号を受けた制（
（１１手段ＧＥＬ、吸気密度が低下したときには層状燃
焼から均一燃焼への切換点を低負荷側に移行Ｊるどと−
ｂに、吸気密度が上昇したとぎには層状燃焼から均一燃
焼への切換点を高０荷側に移行り−るようにしたことを
特徴どり゛るものである。
− υ −
（発明の効果）
層状燃焼領域と均一燃焼領域との切換点を吸気密度に応
じて変史覆るようにしたことにより、温度、大気圧等の
外気条件の変動もしくは過給の有無に対応して上記切換
点が最適な時点に変動し、スモークもしくは出力低下の
発生しない時点で層状燃焼と均一燃焼との切換を正確に
行うことができる。
じて変史覆るようにしたことにより、温度、大気圧等の
外気条件の変動もしくは過給の有無に対応して上記切換
点が最適な時点に変動し、スモークもしくは出力低下の
発生しない時点で層状燃焼と均一燃焼との切換を正確に
行うことができる。
よって、切換点以下の低角動域にＪ３いては、燃料供給
手段によって燃焼室内の着火装置まわりに偏在して燃料
を供給して層状燃焼を行い、希薄燃焼によって燃費性、
エミッション性を向」二する一方、切換点を越えた高負
荷運転域にｄ３いては、燃料供給手段によって燃料を分
散供給して均一燃焼を行い、スモークの発生を伴うこと
なく良好な高出力運転を確保することができる。
手段によって燃焼室内の着火装置まわりに偏在して燃料
を供給して層状燃焼を行い、希薄燃焼によって燃費性、
エミッション性を向」二する一方、切換点を越えた高負
荷運転域にｄ３いては、燃料供給手段によって燃料を分
散供給して均一燃焼を行い、スモークの発生を伴うこと
なく良好な高出力運転を確保することができる。
（実施例）
以下、図面により本発明の実施態様を詳細に説明する。
実施例１
４−
この実施例は第１図ないし第４図に示し、燃料供給手段
を、成層用の第１燃判供給手段ど分散用の第２燃料供給
手段とにより構成した例を示づ−もので°ある。
を、成層用の第１燃判供給手段ど分散用の第２燃料供給
手段とにより構成した例を示づ−もので°ある。
第１図に示づエンジンにおいて、１はピストン２のに方
に形成された燃焼室、３は該燃焼室１に吸入空気を導入
する吸気通路、４は燃焼室１から排気ガスを導出する排
気通路、５は吸気弁、６は排気弁、７は排気通路４に介
装された触媒装置をそれぞれ示している。
に形成された燃焼室、３は該燃焼室１に吸入空気を導入
する吸気通路、４は燃焼室１から排気ガスを導出する排
気通路、５は吸気弁、６は排気弁、７は排気通路４に介
装された触媒装置をそれぞれ示している。
上記燃焼室１には、点火プラグにＪこる着火装置８が配
設されるとともに、この着火装置８のまわりに燃Ｆ１を
供給環る成層用燃＊’：＋噴ｑ・ｌノズル９が配設され
、この成層用撚ｒ１噴射ノズル９には燃料噴射ポンプ１
０が接続されて第１燃判供給手段１１が構成されている
。
設されるとともに、この着火装置８のまわりに燃Ｆ１を
供給環る成層用燃＊’：＋噴ｑ・ｌノズル９が配設され
、この成層用撚ｒ１噴射ノズル９には燃料噴射ポンプ１
０が接続されて第１燃判供給手段１１が構成されている
。
一方、」−記吸気通路３には、燃焼室１内に燃ｒ１を分
散供給する分散用燃料噴射ノズル１２による第２燃判供
給手段１３が介装されている。さらに、この分散用燃料
噴ａｉｌノズル１２の下流には絞り弁１４が配設され、
この絞り弁１４にはその開閉作動を行うアクチュエータ
１５（アクセル操作には連動していない）が設けられて
いる。
散供給する分散用燃料噴射ノズル１２による第２燃判供
給手段１３が介装されている。さらに、この分散用燃料
噴ａｉｌノズル１２の下流には絞り弁１４が配設され、
この絞り弁１４にはその開閉作動を行うアクチュエータ
１５（アクセル操作には連動していない）が設けられて
いる。
上記吸気通路３の下流側部分は第２図に示すように、湾
曲形成されて吸入空気を燃焼室１の接線方向から導入し
、燃焼室１内にその周方向に沿ったスワールＳを生成す
るスワールポートに形成され、このスワールにより、第
１燃料供給手段１１の成層用燃ＩＦ！Ｉ噴射ノズル９か
ら構成される装置８にて着火された着火燃料を空気と十
分に混合させるとともに、火炎を燃焼室１全体に伝播さ
せて、噴射燃１１全体を十分に燃焼させるものである。
曲形成されて吸入空気を燃焼室１の接線方向から導入し
、燃焼室１内にその周方向に沿ったスワールＳを生成す
るスワールポートに形成され、このスワールにより、第
１燃料供給手段１１の成層用燃ＩＦ！Ｉ噴射ノズル９か
ら構成される装置８にて着火された着火燃料を空気と十
分に混合させるとともに、火炎を燃焼室１全体に伝播さ
せて、噴射燃１１全体を十分に燃焼させるものである。
上記第１燃判供給手段１１の燃わ１噴躬ポンプ１０、第
２燃ｒ１供給手段１３の分散用燃料噴射ノズル１２およ
び絞り弁１７Ｉのアクチュエータ１５の作動は、制御手
段１６によって制御される。
２燃ｒ１供給手段１３の分散用燃料噴射ノズル１２およ
び絞り弁１７Ｉのアクチュエータ１５の作動は、制御手
段１６によって制御される。
上記制御手段１６は、エンジンの要求負荷を例えばアク
セルレンリーーにＪｋつて検出する負荷検出手段１７か
らの０荷信号、および吸気圧力センサ−１８ａど吸気温
度セン−ａ−１８ｂとにｊ：って吸気密度を検出する吸
気密度検出手段１８からの検出信号を受けるとともに、
エンジン回転センサー１９からのエンジン回転信号、水
温廿ン１ノー２０からの水温信号等を受け、成層用燃料
噴射ノズル９からの燃ｒ１噴射ωおよび燃料噴０１時期
、分散用燃！′＋１噴射ノズル１２からの燃料噴射量を
それぞれ制御するとどもに、絞り弁１４の閉作動時期を
制御づるものである。
セルレンリーーにＪｋつて検出する負荷検出手段１７か
らの０荷信号、および吸気圧力センサ−１８ａど吸気温
度セン−ａ−１８ｂとにｊ：って吸気密度を検出する吸
気密度検出手段１８からの検出信号を受けるとともに、
エンジン回転センサー１９からのエンジン回転信号、水
温廿ン１ノー２０からの水温信号等を受け、成層用燃料
噴射ノズル９からの燃ｒ１噴射ωおよび燃料噴０１時期
、分散用燃！′＋１噴射ノズル１２からの燃料噴射量を
それぞれ制御するとどもに、絞り弁１４の閉作動時期を
制御づるものである。
上記制御手段１６による燃料供給量制御は、吸気密度検
出手段１８の出力信号を受けて層状燃焼と均一燃焼との
切換点を設定するとともに、負荷検出手段１７の信号を
受り、切換点以下の低・中負荷域にお番ノる常用運転域
では第２燃ｒ１供給手段１３による分散燃料の供給は停
止し、第１燃利供給手段１１にＪ：る成層燃料を供給し
て層状燃焼を行い、負荷の増加に応じてその供給間を増
加し、切換点を越えると成層燃料の供給量を減少させる
ものである。一方、第２燃Ｆ１供給手段１３による分散
燃１′！１は、上記切換点以上において供給を開始し、
第１燃わ１供給子段１１による成層燃料の減少７− 量を補うとともに、負荷の増加に応じて全供給量が増加
づ−るよう分散用燃料の供給量を増加して層状燃焼から
均一燃焼に移行するものである。その際、各噴射毎の噴
射量、噴射回数はエンジン回転数に対応して設定する。
出手段１８の出力信号を受けて層状燃焼と均一燃焼との
切換点を設定するとともに、負荷検出手段１７の信号を
受り、切換点以下の低・中負荷域にお番ノる常用運転域
では第２燃ｒ１供給手段１３による分散燃料の供給は停
止し、第１燃利供給手段１１にＪ：る成層燃料を供給し
て層状燃焼を行い、負荷の増加に応じてその供給間を増
加し、切換点を越えると成層燃料の供給量を減少させる
ものである。一方、第２燃Ｆ１供給手段１３による分散
燃１′！１は、上記切換点以上において供給を開始し、
第１燃わ１供給子段１１による成層燃料の減少７− 量を補うとともに、負荷の増加に応じて全供給量が増加
づ−るよう分散用燃料の供給量を増加して層状燃焼から
均一燃焼に移行するものである。その際、各噴射毎の噴
射量、噴射回数はエンジン回転数に対応して設定する。
すなわち、エンジンの負荷に対応した第１燃判供給手段
１１、第２燃利供給手段１３による燃料供給量制御は、
第３図に示すように行う。この第３図は負荷の変動に対
する燃ｒ１供給愼Ｑの変動を空気過剰率λの変動ととも
に示すものであって、前記絞り弁１４は基本的に全開状
態で吸入空気量は一定であり、負荷の増加に対し燃料供
給量Ｑを増加して空気過剰率λを小さくし、すなわち空
燃比を濃くして出力制御を行うように設けられている。
１１、第２燃利供給手段１３による燃料供給量制御は、
第３図に示すように行う。この第３図は負荷の変動に対
する燃ｒ１供給愼Ｑの変動を空気過剰率λの変動ととも
に示すものであって、前記絞り弁１４は基本的に全開状
態で吸入空気量は一定であり、負荷の増加に対し燃料供
給量Ｑを増加して空気過剰率λを小さくし、すなわち空
燃比を濃くして出力制御を行うように設けられている。
燃料供給ｆｄＱにおいて、領域■の燃料を第１燃料供給
手段１１から供給し、領域■の燃料を第２燃利供給手段
１３から供給するものである。
手段１１から供給し、領域■の燃料を第２燃利供給手段
１３から供給するものである。
第１１供給手段１１による成層燃料の供給は吸気密度検
出手段１８の信号に対応して設定した切換点Ａ点の負荷
以下では負荷の増加に応じて増−〇− 大する一方、この切換点Ａ点を越えるど、第１燃料供給
手段１１からの燃料供給を減少し、Ｂ点を越えた高０荷
時には、成層用燃料噴射ノズル９のカーボンによる目詰
まり防止と加熱防止のために少量ｌ１７ｉ用を継続づ゛
る。
出手段１８の信号に対応して設定した切換点Ａ点の負荷
以下では負荷の増加に応じて増−〇− 大する一方、この切換点Ａ点を越えるど、第１燃料供給
手段１１からの燃料供給を減少し、Ｂ点を越えた高０荷
時には、成層用燃料噴射ノズル９のカーボンによる目詰
まり防止と加熱防止のために少量ｌ１７ｉ用を継続づ゛
る。
一方、上記第２燃利供給手段１３による分散燃料の供給
はＡ点の切換点以」−で供給を開始し、これにり負荷が
増加すると第１燃ｒ１供給手段１１による成層燃料の供
給減少を補うどともに、全体として負荷の増加に対応し
て増加した燃料を供給するものである。
はＡ点の切換点以」−で供給を開始し、これにり負荷が
増加すると第１燃ｒ１供給手段１１による成層燃料の供
給減少を補うどともに、全体として負荷の増加に対応し
て増加した燃料を供給するものである。
上記Ａ点の切換点は、その時点における空気過剰率λが
均一混合気でも着火可能な着火限界の空気過剰率λ以下
となるような値に設定され、また、Ｂ点の負荷は、その
時点における空気過剰率λが層状燃焼によっては空気利
用率が低下してスモークが発生し始める空気過剰率λ以
上となるような負荷状態に設定される。
均一混合気でも着火可能な着火限界の空気過剰率λ以下
となるような値に設定され、また、Ｂ点の負荷は、その
時点における空気過剰率λが層状燃焼によっては空気利
用率が低下してスモークが発生し始める空気過剰率λ以
上となるような負荷状態に設定される。
上記空気過剰率λの曲線は、吸気密度の変動に伴って変
化するものであり、例えば、吸気温度上昼時もしくは吸
気圧力低下時（高地移動時）において吸気密度が４Ｉｔ
下した時には、鎖線で示すように空気過剰率λが低１Ｚ
づるように変化し、上記Ａ点および８点はそれぞれ低０
荷側にＡ′点およびＢ一点に移行Ｊ−るものであって、
この変化した特性に対応するように、吸気圧ノノセンリ
−−１８８および吸気温度センサー１８ｂにＪ：る吸気
密度検出手段１８の信号に基づく吸気密度の検出に伴い
、吸気密度が低下したとぎには、上記のように切換点Ａ
および８点を八一点Ｊ３よびＦ３″点となるように低負
荷側に移行づ−るものであり、過給時で吸気密度が十４
したときには切換点Ａ点Ｊ３ Ｊ：び［３点を高負荷側
に移行する。
化するものであり、例えば、吸気温度上昼時もしくは吸
気圧力低下時（高地移動時）において吸気密度が４Ｉｔ
下した時には、鎖線で示すように空気過剰率λが低１Ｚ
づるように変化し、上記Ａ点および８点はそれぞれ低０
荷側にＡ′点およびＢ一点に移行Ｊ−るものであって、
この変化した特性に対応するように、吸気圧ノノセンリ
−−１８８および吸気温度センサー１８ｂにＪ：る吸気
密度検出手段１８の信号に基づく吸気密度の検出に伴い
、吸気密度が低下したとぎには、上記のように切換点Ａ
および８点を八一点Ｊ３よびＦ３″点となるように低負
荷側に移行づ−るものであり、過給時で吸気密度が十４
したときには切換点Ａ点Ｊ３ Ｊ：び［３点を高負荷側
に移行する。
よって、上記Ａ点以上においては、燃料は燃焼室１の着
火装置８まわりに偏在して供給される層状燃焼領域であ
り、８点１ス上が燃焼室１全体に燃料が分散して供給さ
れる均一燃焼領域で、Ａ −Ｆ３間が層状燃焼領域から
均一燃焼領域への移行領域である。
火装置８まわりに偏在して供給される層状燃焼領域であ
り、８点１ス上が燃焼室１全体に燃料が分散して供給さ
れる均一燃焼領域で、Ａ −Ｆ３間が層状燃焼領域から
均一燃焼領域への移行領域である。
なお、第２燃判供給手段１３による分散燃１１の供給開
始時期（ま、第１燃利供給手段１１による成層燃料の供
給を減少さ１！る切操点Ａ点ど一致させることなく、こ
のＡ点近傍の相前後した０荷状態で供給を開始り−るよ
うにすれぼにい。
始時期（ま、第１燃利供給手段１１による成層燃料の供
給を減少さ１！る切操点Ａ点ど一致させることなく、こ
のＡ点近傍の相前後した０荷状態で供給を開始り−るよ
うにすれぼにい。
また、第１燃１１供給手段１′１による成層燃料供給と
第２燃利供給手段１３による分散燃料供給の切換えは、
上記の如く徐々に減少、増大１ＪるＪ＝うにするほか、
切換貞Ａ点と［コ点との間ので１荷状態において、Ａン
・Ａ）的に切換えるようにしてもよい。
第２燃利供給手段１３による分散燃料供給の切換えは、
上記の如く徐々に減少、増大１ＪるＪ＝うにするほか、
切換貞Ａ点と［コ点との間ので１荷状態において、Ａン
・Ａ）的に切換えるようにしてもよい。
次に、第４図は負荷変動に対し、第１燃利供給手段１１
による成層燃料の噴射時期（噴射開始時期）ど点火時期
を示すものであり、前記Ａ点の切換点以下の成層化を行
う領１或では、噴ｑ・１時期【ま圧縮上死点近傍の点火
時期Ｊ：り所定聞早い時期に設定され、噴射燃料が骨太
装置８まわりに有効に偏在した状態で着火を行う。上Ｈ
１ｊ Ａ点を越えて［３点の分散化を行う領域に移行づ
るのに従って、噴射時＋！ＩＪを進めて〒い時期に噴射
を行い、第１燃料供給手段１１から噴射された燃料の偏
在を小さくして燃焼室１仝体に分散さ１！るようにりる
。また、アイドル運転時のＪ：うな極低負荷時には燃料
噴０１時期および点火時期は若干進めて安定性を向上し
ている。なお、第４図では点火時１１１１は負荷変動に
対して略一定に設定しているが、これは負荷の増大に応
じて点火時ｉＶｌを進めるように変化さゼてもよい。
による成層燃料の噴射時期（噴射開始時期）ど点火時期
を示すものであり、前記Ａ点の切換点以下の成層化を行
う領１或では、噴ｑ・１時期【ま圧縮上死点近傍の点火
時期Ｊ：り所定聞早い時期に設定され、噴射燃料が骨太
装置８まわりに有効に偏在した状態で着火を行う。上Ｈ
１ｊ Ａ点を越えて［３点の分散化を行う領域に移行づ
るのに従って、噴射時＋！ＩＪを進めて〒い時期に噴射
を行い、第１燃料供給手段１１から噴射された燃料の偏
在を小さくして燃焼室１仝体に分散さ１！るようにりる
。また、アイドル運転時のＪ：うな極低負荷時には燃料
噴０１時期および点火時期は若干進めて安定性を向上し
ている。なお、第４図では点火時１１１１は負荷変動に
対して略一定に設定しているが、これは負荷の増大に応
じて点火時ｉＶｌを進めるように変化さゼてもよい。
Ｊ：た、制御手段１６による絞り弁１４の開閉制御は、
基本的には絞り弁１４を全開状態どしてノンスロットル
運転を行い、エンジン始動時には開度を小さくして吸入
空気間を減少し、空気過剰率を小さくし空燃比をリッチ
にするものであり、その他、水温センサー２０により検
出した水温が設定温度より低い冷機時もしくは触媒装置
７の温度が低いときに絞り弁１４の開度を小さくして吸
入空気ωを減少し早期に温度上昇を図るものであり、ま
た、燃料供給が停止されている減速時に触媒温度の（Ｉ
（下を防止するどともにエンジンブレーキ性能を向上す
るために、それぞれ絞り弁１４を閉じるように制御づ−
るものである。
基本的には絞り弁１４を全開状態どしてノンスロットル
運転を行い、エンジン始動時には開度を小さくして吸入
空気間を減少し、空気過剰率を小さくし空燃比をリッチ
にするものであり、その他、水温センサー２０により検
出した水温が設定温度より低い冷機時もしくは触媒装置
７の温度が低いときに絞り弁１４の開度を小さくして吸
入空気ωを減少し早期に温度上昇を図るものであり、ま
た、燃料供給が停止されている減速時に触媒温度の（Ｉ
（下を防止するどともにエンジンブレーキ性能を向上す
るために、それぞれ絞り弁１４を閉じるように制御づ−
るものである。
１２−
よって、上記実施例の層状給気エンジンによれば、切換
点Ａ点以下の低・中負荷におｔＪる常用運転領域では、
層状燃焼を行っでＩ良好な着火性を得るどどもに、希薄
燃焼を可能どし−Ｃ燃費性、エミツシ三１ン牲を向上覆
ると同時に、この成層領域においては、絞り弁１４を閉
じることなく吸入空気ωを一定として、第１燃石供給手
段１１による燃料供給ωによって出力制御を行うように
したことにより、絞り弁１４の絞り作動に伴うボンピン
グロスを大幅に低減Ｊることができ、燃費性がより一層
向上する。
点Ａ点以下の低・中負荷におｔＪる常用運転領域では、
層状燃焼を行っでＩ良好な着火性を得るどどもに、希薄
燃焼を可能どし−Ｃ燃費性、エミツシ三１ン牲を向上覆
ると同時に、この成層領域においては、絞り弁１４を閉
じることなく吸入空気ωを一定として、第１燃石供給手
段１１による燃料供給ωによって出力制御を行うように
したことにより、絞り弁１４の絞り作動に伴うボンピン
グロスを大幅に低減Ｊることができ、燃費性がより一層
向上する。
また、上記切換点Ａ点を越えた高負荷運転域では層状燃
焼から均一燃焼に移行Ｌ］で空気利用率を増大してスモ
ークの発生を伴うことなく高出力運転を行うものであり
、全領域にａ３いて良好な運転＋（１能と、ボンピング
ロスの低減にＪ：る燃費性の改善が行える。
焼から均一燃焼に移行Ｌ］で空気利用率を増大してスモ
ークの発生を伴うことなく高出力運転を行うものであり
、全領域にａ３いて良好な運転＋（１能と、ボンピング
ロスの低減にＪ：る燃費性の改善が行える。
さらに、上記層状燃焼から均一燃焼への切換を吸気密度
検出手段１８の出力信号による吸気密度に応じて設定し
、垢１σ−１−冒時、大気圧低下時（高地移動時）等で
吸気密度が低下したときには、切換点は低負荷側に移行
する一方、過給時には反対に高負荷側に移行した時点で
その切換えを行うようにしたことにより、スモーク発生
および出力低下を伴うことなく適正な時期に良好な層状
燃焼と均一燃焼との切換えができる。
検出手段１８の出力信号による吸気密度に応じて設定し
、垢１σ−１−冒時、大気圧低下時（高地移動時）等で
吸気密度が低下したときには、切換点は低負荷側に移行
する一方、過給時には反対に高負荷側に移行した時点で
その切換えを行うようにしたことにより、スモーク発生
および出力低下を伴うことなく適正な時期に良好な層状
燃焼と均一燃焼との切換えができる。
なお、前記第２燃ｒ１供給手段１３は、分散用燃料噴射
ノズル１２による燃料噴射方式に代えて、気化器を使用
して吸気通路３に分散燃料を供給するようにしてもよく
、燃焼室１は副室を有する形式のものでもよい。
ノズル１２による燃料噴射方式に代えて、気化器を使用
して吸気通路３に分散燃料を供給するようにしてもよく
、燃焼室１は副室を有する形式のものでもよい。
また、上記実施例では第２燃料供給手段１３の分散用燃
料噴射ノズル１２は吸気通路３の途中に介装するよう）
に（・ているが、この第２燃利供給手段１３の分散用燃
料噴射ノズル１２を第１燃料供給手段１１の成層用燃料
噴Ｑ＝Ｊノズル９と同様に燃焼室１内に開目するように
配設してもよく、その場合、この第２燃Ｆ１供給手段１
３により燃焼室１に直接供給する分散燃料の噴射時期は
、上記第１燃料供給手段１１による燃料噴射時ＩＩＩよ
り早く、吸気行程から圧縮行程初期の間に噴６４を完了
するように設定し、第２燃料供給手段１３による供給燃
Ｆ１が吸入空気との混合によって燃焼室１内に均一分散
するようにして、均一燃焼を得るものである。
料噴射ノズル１２は吸気通路３の途中に介装するよう）
に（・ているが、この第２燃利供給手段１３の分散用燃
料噴射ノズル１２を第１燃料供給手段１１の成層用燃料
噴Ｑ＝Ｊノズル９と同様に燃焼室１内に開目するように
配設してもよく、その場合、この第２燃Ｆ１供給手段１
３により燃焼室１に直接供給する分散燃料の噴射時期は
、上記第１燃料供給手段１１による燃料噴射時ＩＩＩよ
り早く、吸気行程から圧縮行程初期の間に噴６４を完了
するように設定し、第２燃料供給手段１３による供給燃
Ｆ１が吸入空気との混合によって燃焼室１内に均一分散
するようにして、均一燃焼を得るものである。
実施例２
この実施例は第５図４にいし第８図に示し、燃料供給手
段を吸気通路に設けた１つの燃料噴射ノズルにて構成し
た例である。
段を吸気通路に設けた１つの燃料噴射ノズルにて構成し
た例である。
第５図および第６図に示すエンジンにおいて、２２は燃
焼室１の１次吸気ボート２３に開口した１次吸気通路、
２４は同じく２次吸気ボー１へ２５に開口した２次吸気
通路、２６は排気ボート２７に開口した１）１気通路、
２８は１次吸気弁、２９は２次吸気弁、３０はｉＪｌ気
弁、８は点火プラグによる着火装置をそれぞれ示してい
る。
焼室１の１次吸気ボート２３に開口した１次吸気通路、
２４は同じく２次吸気ボー１へ２５に開口した２次吸気
通路、２６は排気ボート２７に開口した１）１気通路、
２８は１次吸気弁、２９は２次吸気弁、３０はｉＪｌ気
弁、８は点火プラグによる着火装置をそれぞれ示してい
る。
上記１次吸気通路２２の下流側部分は燃焼室１にスワー
ルを形成するスワールボートに設けられるとともに、上
流側は２次吸気通路２４と合流し、絞り弁１４による作
動で吸入空気量が規制され、１５− 上記２次吸気通路２４にはスワールコン］〜ロールバル
ブ３１が介装されている。
ルを形成するスワールボートに設けられるとともに、上
流側は２次吸気通路２４と合流し、絞り弁１４による作
動で吸入空気量が規制され、１５− 上記２次吸気通路２４にはスワールコン］〜ロールバル
ブ３１が介装されている。
また、上記１次吸気通路２２には、１次吸気弁２８が開
作動したときに、弁隙間から燃焼室１内の着火装置８近
傍に向けて燃料を噴射する燃料噴射ノズル３２が配設さ
れて燃料供給手段３３が構成されている。
作動したときに、弁隙間から燃焼室１内の着火装置８近
傍に向けて燃料を噴射する燃料噴射ノズル３２が配設さ
れて燃料供給手段３３が構成されている。
上記燃料供給手段３３おＪ：び絞り弁１４は、前例と同
様の制御手段（図示せず）によって、燃料噴射ノズル３
２からの燃ｒ１噴射石、噴射時期および絞り弁１４のＵ
樵が制御される。燃料供給手段３３は、負荷に応じて燃
料供給量を増加することによって出力制御を行い、その
噴射時期の制御によって層状燃焼と均一燃焼との切換え
を行い、この切換点は前例と同様に吸気密度検出手段１
８により検出している吸気密度に応じて設定し、吸気密
度低下時には低負荷側に移行し、吸気密度上界時には高
負荷側に移行するようにしている。
様の制御手段（図示せず）によって、燃料噴射ノズル３
２からの燃ｒ１噴射石、噴射時期および絞り弁１４のＵ
樵が制御される。燃料供給手段３３は、負荷に応じて燃
料供給量を増加することによって出力制御を行い、その
噴射時期の制御によって層状燃焼と均一燃焼との切換え
を行い、この切換点は前例と同様に吸気密度検出手段１
８により検出している吸気密度に応じて設定し、吸気密
度低下時には低負荷側に移行し、吸気密度上界時には高
負荷側に移行するようにしている。
すなわち、燃料噴射時期は、第７図に示すように行うも
のであって、Ｓは噴射開始時期を、Ｅは１６− 噴射路り時期をそれぞれ示している。実施例１の第３図
におけるＡ点に相当する切換点以下の成層領域における
燃料噴射時期は、吸気行程の終期において１次吸気通路
２２が閉じる直前の遅い時期に噴射して燃ｒ１が１次吸
気弁２８の開弁隙間から燃焼室１内に流入し、着火装置
８のまわりに偏在するように供給し、圧縮行程において
ピストン２が上昇したときにも、燃料を燃焼室１の上部
に偏在さけて層状燃焼を行うようにするものである。
のであって、Ｓは噴射開始時期を、Ｅは１６− 噴射路り時期をそれぞれ示している。実施例１の第３図
におけるＡ点に相当する切換点以下の成層領域における
燃料噴射時期は、吸気行程の終期において１次吸気通路
２２が閉じる直前の遅い時期に噴射して燃ｒ１が１次吸
気弁２８の開弁隙間から燃焼室１内に流入し、着火装置
８のまわりに偏在するように供給し、圧縮行程において
ピストン２が上昇したときにも、燃料を燃焼室１の上部
に偏在さけて層状燃焼を行うようにするものである。
その際、燃料噴射終りを一定時期とし、噴射始めを早く
し、負荷の増大に応じて噴則昂を増加するＪζうにして
いる。
し、負荷の増大に応じて噴則昂を増加するＪζうにして
いる。
また、Δ点の切換点を越えると、噴射時期を大ぎく進角
１ノで早く」ノ、Ｂ点を越えた高負荷時には噴射路りを
一定にして、噴射始めを進角して負荷の増大に応じて噴
射量を増加するものであって、吸気行程初期からの燃料
供給により、燃焼室１内に流入した燃料は吸入空気の流
れにＪ：つて燃焼室１全体に分散し、均一燃焼を行うも
のであり、層状燃焼から均一燃焼への切換点は、前例と
同様に吸気密度検出手段１８の検出による吸気密度の大
小に応じて設定−リ−る。
１ノで早く」ノ、Ｂ点を越えた高負荷時には噴射路りを
一定にして、噴射始めを進角して負荷の増大に応じて噴
射量を増加するものであって、吸気行程初期からの燃料
供給により、燃焼室１内に流入した燃料は吸入空気の流
れにＪ：つて燃焼室１全体に分散し、均一燃焼を行うも
のであり、層状燃焼から均一燃焼への切換点は、前例と
同様に吸気密度検出手段１８の検出による吸気密度の大
小に応じて設定−リ−る。
なお、２次吸気通路２／Ｉに介装されているスワールコ
ン１〜ロールバルブ３１は、前記切換点へから聞いて２
次吸気通路２４からイ）吸入空気を供給し、１次吸気通
路２２により供給される吸入空気のスワールの強さが過
大にｙ、已のを閉止し、燃焼速度の異常」７昇にもどづ
く燃焼騒音、ノッキングの発生を抑制するどともに、吸
気抵抗を軽減して吸気効率を向上するものである。
ン１〜ロールバルブ３１は、前記切換点へから聞いて２
次吸気通路２４からイ）吸入空気を供給し、１次吸気通
路２２により供給される吸入空気のスワールの強さが過
大にｙ、已のを閉止し、燃焼速度の異常」７昇にもどづ
く燃焼騒音、ノッキングの発生を抑制するどともに、吸
気抵抗を軽減して吸気効率を向上するものである。
この実施例における絞り弁１４の開度の制御は、第８図
に示すように行う。本例では成層領域における燃料の成
層化が、前例のものに比べＣ着火装置８まわりへの偏在
割合が少なくなって低下するため、絞り弁１４ ｔ、、
を吸入空気量を低減づ−るように絞る必要があるが、鎖
線で示す如き従来の気化器方式エンジンのように混合気
充填量で出力制御を行うものに比べて、その絞り開度は
小さく、ボンピングロスの低減が行、えるものである。
に示すように行う。本例では成層領域における燃料の成
層化が、前例のものに比べＣ着火装置８まわりへの偏在
割合が少なくなって低下するため、絞り弁１４ ｔ、、
を吸入空気量を低減づ−るように絞る必要があるが、鎖
線で示す如き従来の気化器方式エンジンのように混合気
充填量で出力制御を行うものに比べて、その絞り開度は
小さく、ボンピングロスの低減が行、えるものである。
また、エンジン冷機時には鎖線で示す如ぎ絞り弁開度と
してｆ慶＄Ｐｉｌ（’４を向」ニする。
してｆ慶＄Ｐｉｌ（’４を向」ニする。
にって、この実施例において０、低負荷時には層状燃焼
に」、る希薄燃焼を行つ（燃費性、エミッション１１１
の向上を図る一方、高１１前時には均一燃焼にＪ：って
スモークの発生を伴うことなく高出力運転を行うことが
できる。
に」、る希薄燃焼を行つ（燃費性、エミッション１１１
の向上を図る一方、高１１前時には均一燃焼にＪ：って
スモークの発生を伴うことなく高出力運転を行うことが
できる。
また、層状燃焼と均一燃焼との切換えを吸気密度に応じ
て行うようにしたことににす、外気条イ！１、過給の有
無に対応して良好な層状燃焼と均一燃焼の切換えができ
る。
て行うようにしたことににす、外気条イ！１、過給の有
無に対応して良好な層状燃焼と均一燃焼の切換えができ
る。
なａ３、この実施例における噴射時期の制御は、第７図
に示−１如く噴射終りを一定（基準）にして噴ｑ寸始め
を進角して負荷に応じて噴ＤＩ Ｍを増加するのに代え
て、噴射開始時期を一定（基準）にして噴用終りを口前
の変動に応じて進角Ｊるｊ；うにしてもＪζい。
に示−１如く噴射終りを一定（基準）にして噴ｑ寸始め
を進角して負荷に応じて噴ＤＩ Ｍを増加するのに代え
て、噴射開始時期を一定（基準）にして噴用終りを口前
の変動に応じて進角Ｊるｊ；うにしてもＪζい。
第１図４丁いし第４図は本発明の第１の実施例を示 ｌ
ノ 、 第１図は層状給気エンジンの概略構成図、１９− 第２図は燃焼室を模式的に示した平面図、第３図は負荷
に対する燃料供給量の制御を空気過剰率とともに示す特
性図、 第４図は負荷変動に対し第１燃料供給手段による成層燃
料の噴射時期と点火時期を示す特性図、第５図ないし第
８図は本発明の第２の実施例を示し、 第５図は層状吸気エンジンにおけるシリンダヘッドを一
部断面にして示す底面図、 第６図は第５図のＶｌ −Ｖｌ線に沿う断面図、第７図
は負荷に対する燃料噴射時期制御を示す特性図、 第８図は負荷に対する絞り弁の開度制御を示す特性図で
ある。 １・・・・・・燃焼室 ３・・・・・・吸気通路８・・
・・・・稲火装置 ９・・・・・・成層用燃料噴射ノズル １０・・・・・・燃料噴射ポンプ １１・・・・・・第１燃利供給手段 １２・・・・・・分散用燃料噴射ノズル−２Ｏ＝ １３・・・・・・第２燃料供給手段 １６・・・・・・制御手段 １７・・・・・・負荷検出
手段１Ｂ・・・・・・吸気密度検出手段 ３２・・・・・・燃料噴射ノズル ３３・・・・・・燃利供給手段 第５図 ２９ ８１ｅ屹 特開”、’７６０−３６７１９（８） 第 ７ 図 １指 − □ 貢荷−
ノ 、 第１図は層状給気エンジンの概略構成図、１９− 第２図は燃焼室を模式的に示した平面図、第３図は負荷
に対する燃料供給量の制御を空気過剰率とともに示す特
性図、 第４図は負荷変動に対し第１燃料供給手段による成層燃
料の噴射時期と点火時期を示す特性図、第５図ないし第
８図は本発明の第２の実施例を示し、 第５図は層状吸気エンジンにおけるシリンダヘッドを一
部断面にして示す底面図、 第６図は第５図のＶｌ −Ｖｌ線に沿う断面図、第７図
は負荷に対する燃料噴射時期制御を示す特性図、 第８図は負荷に対する絞り弁の開度制御を示す特性図で
ある。 １・・・・・・燃焼室 ３・・・・・・吸気通路８・・
・・・・稲火装置 ９・・・・・・成層用燃料噴射ノズル １０・・・・・・燃料噴射ポンプ １１・・・・・・第１燃利供給手段 １２・・・・・・分散用燃料噴射ノズル−２Ｏ＝ １３・・・・・・第２燃料供給手段 １６・・・・・・制御手段 １７・・・・・・負荷検出
手段１Ｂ・・・・・・吸気密度検出手段 ３２・・・・・・燃料噴射ノズル ３３・・・・・・燃利供給手段 第５図 ２９ ８１ｅ屹 特開”、’７６０−３６７１９（８） 第 ７ 図 １指 − □ 貢荷−
Claims (1)
- （１） 燃焼室内へ燃料を供給する燃料供給手段と、燃
焼室内に配設された着火装置と、吸気密度を検出する吸
気密度検出手段とを備え、少なくとも低負荷時には燃料
供給手段から着火装置のまわりに偏在して燃料を供給し
着火することにより層状燃焼を行う一方、高負荷時には
燃焼室内に分散して燃料を供給し着火することにより均
一燃焼を行うようにした層状給気エンジンであって、上
記吸気密度検出手段の信号を受け、吸気密度が低下した
ときには層状燃焼から均一燃焼への切換点を低負荷側に
移行し、吸気密度が上昇したときには層状燃焼から均一
燃焼への切換点を高負荷側に移行する制御手段を設けた
ことを特徴とする層状給気エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14527483A JPS6036719A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 層状給気エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14527483A JPS6036719A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 層状給気エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6036719A true JPS6036719A (ja) | 1985-02-25 |
| JPH0512537B2 JPH0512537B2 (ja) | 1993-02-18 |
Family
ID=15381342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14527483A Granted JPS6036719A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 層状給気エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036719A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5063886A (en) * | 1989-09-18 | 1991-11-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Two-stroke engine |
| US5078107A (en) * | 1990-03-30 | 1992-01-07 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Fuel injection control system for an internal combustion engine |
| FR2669377A1 (fr) * | 1990-11-19 | 1992-05-22 | Peugeot | Moteur a combustion interne alimente selon deux modes d'injection. |
| WO1999000591A1 (de) * | 1997-06-27 | 1999-01-07 | Robert Bosch Gmbh | System zum betreiben einer brennkraftmaschine mit direkteinspritzung insbesondere eines kraftfahrzeugs |
| EP0849461A3 (en) * | 1996-12-19 | 1999-11-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Combustion controller for internal combustion engines |
| US6101998A (en) * | 1996-08-05 | 2000-08-15 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Control apparatus for an in-cylinder injection spark-ignition internal combustion engine |
| EP0964143A3 (en) * | 1998-06-08 | 2001-12-12 | Ford Global Technologies, Inc. | Mode control system for direct injection spark ignition engines |
| GB2367384A (en) * | 2000-08-29 | 2002-04-03 | Ford Global Tech Inc | Engine mode control based on barometric pressure |
| FR2855848A1 (fr) * | 2003-06-03 | 2004-12-10 | Siemens Ag | Procede et dispositif permettant de commander le passage d'un premier regime de fonctionnement d'un moteur otto a injection directe de carburant a un deuxieme regime de fonctionnement |
| EP1536119A1 (en) * | 2003-10-28 | 2005-06-01 | Nissan Motor Co., Ltd. | Direct fuel injection/spark ignition engine control device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3233039B2 (ja) * | 1996-08-28 | 2001-11-26 | 三菱自動車工業株式会社 | 筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置 |
-
1983
- 1983-08-09 JP JP14527483A patent/JPS6036719A/ja active Granted
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5063886A (en) * | 1989-09-18 | 1991-11-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Two-stroke engine |
| US5078107A (en) * | 1990-03-30 | 1992-01-07 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Fuel injection control system for an internal combustion engine |
| FR2669377A1 (fr) * | 1990-11-19 | 1992-05-22 | Peugeot | Moteur a combustion interne alimente selon deux modes d'injection. |
| US6101998A (en) * | 1996-08-05 | 2000-08-15 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Control apparatus for an in-cylinder injection spark-ignition internal combustion engine |
| EP0849461A3 (en) * | 1996-12-19 | 1999-11-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Combustion controller for internal combustion engines |
| US6202624B1 (en) | 1997-06-27 | 2001-03-20 | Robert Bosch Gmbh | System for operating an internal combustion engine with direct injection, specially in a motor vehicle |
| WO1999000591A1 (de) * | 1997-06-27 | 1999-01-07 | Robert Bosch Gmbh | System zum betreiben einer brennkraftmaschine mit direkteinspritzung insbesondere eines kraftfahrzeugs |
| EP0964143A3 (en) * | 1998-06-08 | 2001-12-12 | Ford Global Technologies, Inc. | Mode control system for direct injection spark ignition engines |
| GB2367384A (en) * | 2000-08-29 | 2002-04-03 | Ford Global Tech Inc | Engine mode control based on barometric pressure |
| GB2367384B (en) * | 2000-08-29 | 2004-10-06 | Ford Global Tech Inc | Engine mode control |
| FR2855848A1 (fr) * | 2003-06-03 | 2004-12-10 | Siemens Ag | Procede et dispositif permettant de commander le passage d'un premier regime de fonctionnement d'un moteur otto a injection directe de carburant a un deuxieme regime de fonctionnement |
| EP1536119A1 (en) * | 2003-10-28 | 2005-06-01 | Nissan Motor Co., Ltd. | Direct fuel injection/spark ignition engine control device |
| US7024851B2 (en) | 2003-10-28 | 2006-04-11 | Nissan Motor Co., Ltd. | Direct fuel injection/spark ignition engine control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0512537B2 (ja) | 1993-02-18 |
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