JP4238752B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
Control device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP4238752B2 JP4238752B2 JP2004073056A JP2004073056A JP4238752B2 JP 4238752 B2 JP4238752 B2 JP 4238752B2 JP 2004073056 A JP2004073056 A JP 2004073056A JP 2004073056 A JP2004073056 A JP 2004073056A JP 4238752 B2 JP4238752 B2 JP 4238752B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel injection
- fuel
- injection valve
- combustion
- cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
気筒内へ直接的に燃料を噴射する第一燃料噴射弁と、吸気通路へ燃料を噴射する第二燃料噴射弁とを具備し、第一燃料噴射弁を使用する成層燃焼と、第二燃料噴射弁を使用する均質燃焼とを切り換えて実施する内燃機関が公知である(例えば、特許文献1参照)。 A first fuel injection valve that directly injects fuel into the cylinder, and a second fuel injection valve that injects fuel into the intake passage, and stratified combustion using the first fuel injection valve, and second fuel injection An internal combustion engine that performs switching between homogeneous combustion using a valve and performing the same is known (for example, see Patent Document 1).
このような内燃機関において、均質燃焼時に第一燃料噴射弁での燃料噴射を停止すると、第一燃料噴射弁の噴孔内にはデポジットが堆積し、最悪の場合にはデポジットにより噴孔が閉鎖されることがある。これを防止するためには、均質燃焼時にも第一燃料噴射弁による燃料噴射を実施することが好ましい。この均質燃焼時における第一燃料噴射弁による燃料噴射は、吸気との混合時間を長くするために、成層燃焼時のように圧縮行程ではなく、吸気行程に実施されることが好ましい。 In such an internal combustion engine, when fuel injection at the first fuel injection valve is stopped during homogeneous combustion, deposits accumulate in the injection hole of the first fuel injection valve, and in the worst case, the injection hole is closed by the deposit. May be. In order to prevent this, it is preferable to perform fuel injection by the first fuel injection valve even during homogeneous combustion. The fuel injection by the first fuel injection valve during the homogeneous combustion is preferably performed not in the compression stroke but in the intake stroke as in stratified combustion in order to increase the mixing time with intake air.
第二燃料噴射弁から噴射されて吸気通路から吸気と共に気筒内へ供給される燃料は、吸気通路内で微粒化が進んでいるために気筒内で容易に気化し、また、吸気と共に気筒内に広く分散するために、良好な均質混合気を形成し易い。一方、第一燃料噴射弁により吸気行程において気筒内へ噴射される燃料は、その気化潜熱によって気筒内の吸気温度を低下させるために、吸気充填効率を向上させる。 The fuel injected from the second fuel injection valve and supplied into the cylinder together with the intake air from the intake passage is easily vaporized in the cylinder due to the progress of atomization in the intake passage, and into the cylinder together with the intake air. Since it is widely dispersed, it is easy to form a good homogeneous mixture. On the other hand, the fuel injected into the cylinder in the intake stroke by the first fuel injection valve reduces the intake temperature in the cylinder due to the latent heat of vaporization, thereby improving the intake charging efficiency.
それにより、均質燃焼時に第一燃料噴射弁及び第二燃料噴射弁の両方により気筒内へ必要量の燃料を供給する場合において、吸気充填効率を向上させるために、第一燃料噴射弁の燃料噴射量がデポジットの堆積を防止するためだけの最少量より多くなるように、必要燃料量に対して第一燃料噴射弁及び第二燃料噴射弁のそれぞれの燃料噴射割合を設定することが好ましい。 Thus, in the case of supplying the required amount of fuel into the cylinder by both the first fuel injection valve and the second fuel injection valve during homogeneous combustion, the fuel injection of the first fuel injection valve is performed in order to improve the intake charge efficiency. It is preferable to set the respective fuel injection ratios of the first fuel injection valve and the second fuel injection valve with respect to the required amount of fuel so that the amount is larger than the minimum amount only for preventing deposit accumulation.
ところで、均質燃焼が理論空燃比よりリーンな空燃比で実施される場合において、噴射燃料をほぼ完全に気化させないと、燃焼空燃比がさらにリーンとなって燃焼が悪化する。特に、第一燃料噴射弁により気筒内へ直接的に噴射された燃料は、吸気と共に微粒化しながら気筒内へ供給される第二燃料噴射弁の噴射燃料に比較して気化し難い。これをほぼ完全に気化させるために、機関吸気系に気流制御弁を設け、これを閉弁することにより吸気行程において気筒内にスワール流又はタンブル流等の強い旋回流を発生させ、この旋回流を燃料気化に利用することが提案されている。吸気行程で発生させた強い旋回流は、圧縮行程においても持続して成層混合気を分散させる可能性があるために、成層燃焼時には旋回流を気筒内に発生させないことが好ましい。 By the way, when the homogeneous combustion is performed at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, if the injected fuel is not almost completely vaporized, the combustion air-fuel ratio becomes leaner and the combustion deteriorates. In particular, the fuel directly injected into the cylinder by the first fuel injection valve is less likely to be vaporized than the injected fuel of the second fuel injection valve supplied into the cylinder while being atomized together with the intake air. In order to vaporize this almost completely, an air flow control valve is provided in the engine intake system and closed to generate a strong swirl flow such as swirl flow or tumble flow in the cylinder during the intake stroke. It has been proposed to use for fuel vaporization. Since the strong swirl flow generated in the intake stroke may continuously disperse the stratified mixture in the compression stroke, it is preferable not to generate a swirl flow in the cylinder during stratified combustion.
こうして、前述の内燃機関に気流制御弁が設けられる場合には、燃焼方式が成層燃焼からリーン空燃比の均質燃焼へ切り換えられる時に気流制御弁は閉弁される。しかしながら、気流制御弁を閉弁しても、吸気の応答遅れによって気筒内に直ぐには強い旋回流は発生しない。それにより、強い旋回流が発生するまでの間は、第一燃料噴射弁からの噴射燃料の気化が不十分となって均質燃焼が悪化する可能性がある。 Thus, when the air flow control valve is provided in the above-described internal combustion engine, the air flow control valve is closed when the combustion method is switched from stratified combustion to homogeneous combustion with a lean air-fuel ratio. However, even if the airflow control valve is closed, a strong swirling flow is not generated immediately in the cylinder due to a response delay of the intake air. Thereby, until the strong swirl flow is generated, the vaporization of the injected fuel from the first fuel injection valve is insufficient and the homogeneous combustion may be deteriorated.
従って、本発明の目的は、均質燃焼時に閉弁されて気筒内に旋回流を発生させる気流制御弁と、気筒内へ直接的に燃料を噴射する第一燃料噴射弁と、吸気通路へ燃料を噴射する第二燃料噴射弁とを具備し、第一燃料噴射弁を使用する成層燃焼と、第一燃料噴射弁及び第二燃料噴射弁の両方を使用するリーン空燃比での均質燃焼とを切り換えて実施する内燃機関の制御装置において、成層燃焼から均質燃焼への切り換え時に気流制御弁を閉弁した直後における均質燃焼の悪化を改善することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an air flow control valve that is closed during homogeneous combustion to generate a swirling flow in the cylinder, a first fuel injection valve that directly injects fuel into the cylinder, and fuel to the intake passage. Switching between stratified combustion using the first fuel injection valve and homogeneous combustion at a lean air-fuel ratio using both the first fuel injection valve and the second fuel injection valve In the control apparatus for an internal combustion engine, the deterioration of the homogeneous combustion immediately after closing the air flow control valve when switching from stratified combustion to homogeneous combustion is improved.
本発明による請求項1に記載の内燃機関の制御装置は、均質燃焼時に閉弁されて気筒内に旋回流を発生させるための気流制御弁と、気筒内へ直接的に燃料を噴射する第一燃料噴射弁と、吸気通路へ燃料を噴射する第二燃料噴射弁とを具備し、第一燃料噴射弁を使用する成層燃焼と、第一燃料噴射弁及び第二燃料噴射弁の両方を使用するリーン空燃比での均質燃焼とを切り換えて実施する内燃機関の制御装置において、前記成層燃焼から前記均質燃焼への切り換え時に前記気流制御弁を閉弁した時から設定期間の間は、前記第一燃料噴射弁の設定燃料噴射割合を減少させると共に前記第二燃料噴射弁の設定燃料噴射割合を増加させて前記均質燃焼を実施することを特徴とする。 An internal combustion engine control apparatus according to a first aspect of the present invention includes an air flow control valve that is closed during homogeneous combustion and generates a swirling flow in a cylinder, and a first that directly injects fuel into the cylinder. A fuel injection valve and a second fuel injection valve for injecting fuel into the intake passage are provided, and stratified combustion using the first fuel injection valve and both the first fuel injection valve and the second fuel injection valve are used. In the control apparatus for an internal combustion engine that performs switching between homogeneous combustion at a lean air-fuel ratio, the first air flow control valve is closed when the switching from the stratified combustion to the homogeneous combustion is performed for a set period from the first time. The homogeneous combustion is performed by decreasing the set fuel injection ratio of the fuel injection valve and increasing the set fuel injection ratio of the second fuel injection valve.
また、本発明による請求項2に記載の内燃機関の制御装置は、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、前記設定期間の間は点火時期を遅角させて前記均質燃焼を実施することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the control apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the homogeneous combustion is performed by retarding an ignition timing during the set period. It is characterized by that.
また、本発明による請求項3に記載の内燃機関の制御装置は、請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置において、前記設定期間は、前記成層燃焼から前記均質燃焼への切り換え時における機関回転数及び吸気管負圧の少なくとも一方に基づき決定されることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the control device for an internal combustion engine according to the first or second aspect, wherein the set period is at the time of switching from the stratified combustion to the homogeneous combustion. It is determined based on at least one of the engine speed and the intake pipe negative pressure.
本発明による請求項1に記載の内燃機関の制御装置によれば、成層燃焼から均質燃焼への切り換え時に気流制御弁を閉弁した時から設定期間の間は、吸気の応答遅れによって気筒内に強い旋回流が発生しないために、第一燃料噴射弁の設定燃料噴射割合を減少させると共に第二燃料噴射弁の設定燃料噴射割合を増加させ、両方の燃料噴射弁によって必要燃料量を噴射するようになっている。それにより、気筒内へ供給された時には十分に微粒化されておらず気化し難い第一燃料噴射弁による噴射燃料は減量され、気筒内へ供給された時には十分に微粒化されており気化し易い第二燃料噴射弁による噴射燃料は増量されるために、気筒内に強い旋回流が発生しなくても、噴射燃料を十分に気化させることができ、この時の均質燃焼の悪化を改善することができる。 According to the control apparatus for an internal combustion engine of the first aspect of the present invention, during the set period from when the air flow control valve is closed when switching from stratified combustion to homogeneous combustion, the intake response delays in the cylinder. In order not to generate a strong swirling flow, the set fuel injection ratio of the first fuel injection valve is decreased and the set fuel injection ratio of the second fuel injection valve is increased, so that the required fuel amount is injected by both fuel injection valves. It has become. Thereby, the amount of fuel injected by the first fuel injection valve which is not sufficiently atomized and hardly vaporized when supplied into the cylinder is reduced, and is sufficiently atomized and easily vaporized when supplied into the cylinder. Since the amount of fuel injected by the second fuel injection valve is increased, the injected fuel can be sufficiently vaporized even if a strong swirling flow does not occur in the cylinder, and the deterioration of homogeneous combustion at this time can be improved. Can do.
設定期間の間は、気流制御弁によって吸気量を十分に減少させることができないために、気筒内に強い旋回流を発生させることができない。それにより、この設定期間の間は燃料噴射量を増量して燃焼空燃比がさらにリーンとなることを防止している。それにより、そのままでは機関出力が高まるために、本発明による請求項2に記載の内燃機関の制御装置では、設定期間の間は点火時期を遅角させて均質燃焼を実施し、均質燃焼の機関出力を安定化させている。
During the set period, the intake air amount cannot be sufficiently reduced by the airflow control valve, so that a strong swirling flow cannot be generated in the cylinder. Thereby, during this set period, the fuel injection amount is increased to prevent the combustion air-fuel ratio from further leaning. Accordingly, since the engine output increases as it is, in the control apparatus for an internal combustion engine according to
設定期間は、気流制御弁を閉弁してから気筒内に強い旋回流が発生するまでの期間と一致させることが好ましく、気筒内に強い旋回流が発生するまでの期間は、機関回転数が高いほど、また、吸気管負圧が大気圧に近いほど、気筒内へ供給される吸気流速が速まって短くなる。それにより、本発明による請求項3に記載の内燃機関の制御装置では、請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置において、設定期間を、成層燃焼から均質燃焼への切り換え時における機関回転数及び吸気管負圧の少なくとも一方に基づき決定するようになっている。
The set period is preferably coincident with the period from when the airflow control valve is closed to when a strong swirl flow is generated in the cylinder. During the period until a strong swirl flow is generated in the cylinder, the engine speed is The higher the intake pipe negative pressure is, the closer the intake pipe negative pressure is to the atmospheric pressure, and the faster the intake flow velocity supplied into the cylinder becomes shorter. Accordingly, in the control apparatus for an internal combustion engine according to
図1は本発明による制御装置が取り付けられる内燃機関の概略縦断面図であり、図2は図1の内燃機関の概略平面図である。これらの図において、1は機関本体であり、2は各気筒共通のサージタンクである。3はサージタンク2と各気筒とを連通する吸気通路であり、4はサージタンク2の上流側の吸気管である。吸気管4におけるサージタンク2の直上流側にはスロットル弁5が配置されている。スロットル弁5は、アクセルペダルに機械的に連結されたものではなく、ステップモータ等の駆動装置によって自由に開度設定可能なものである。6は各気筒に連通する排気通路である。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an internal combustion engine to which a control device according to the present invention is attached, and FIG. 2 is a schematic plan view of the internal combustion engine of FIG. In these drawings, 1 is an engine body, and 2 is a surge tank common to each cylinder. An
機関本体1において、7は一対の吸気弁、8は一対の排気弁、9はピストン、10は点火プラグである。11は気筒内へ直接的に燃料を噴射するための第一燃料噴射弁である。吸気通路3及び排気通路6は、一対の吸気弁7及び一対の排気弁8を介して気筒内へ連通するために、それぞれ二又に分岐している。二又に分岐した吸気通路3の一方の経路3aには第二燃料噴射弁12が配置されている。また、吸気通路3の他方の経路3bには、経路を閉鎖可能な気流制御弁13が配置されている。第二燃料噴射弁12が配置された吸気通路3の一方の経路3aは、通過する吸気によって気筒内にスワール流又はタンブル流のような旋回流を生成する旋回流生成経路として構成されている。
In the
気流制御弁13が閉弁されれば、吸気は吸気通路3の一方の経路3aだけから気筒内へ供給され、気筒内には強い旋回流が生成される。これに対して、気流制御弁13が開弁されれば、吸気は吸気通路の両方の経路3a及び3bから気筒内へ供給され、他方の経路3bから気筒内へ供給される吸気が、一方の経路3aから気筒内へ供給されて気筒内で旋回しようとする気流と衝突して旋回を妨げるために、気筒内には旋回流は生成されない。
When the
20は制御装置であり、機関回転数及び機関負荷等に基づき、ステップモータ等の駆動装置により駆動されるスロットル弁5の開度、ステップモータ又は負圧アクチュエータ等のような駆動装置により駆動される気流制御弁13の開閉、第一燃料噴射弁11及び第二燃料噴射弁12の燃料噴射時期及び燃料噴射量、及び、点火プラグ10の点火時期等を制御する。
本内燃機関は、第一燃料噴射弁11により圧縮行程後半で燃料を噴射し、噴射燃料をピストン9の頂面のキャビティ9aを利用して点火プラグ10近傍へ導き、点火時点において点火プラグ10近傍に可燃混合気を形成する成層燃焼を実施可能となっている。このような成層燃焼は、スロットル弁5の開度を比較的大きく維持することができるためにポンピング損失が減少し、それにより燃料消費を低減することができる。
The internal combustion engine injects fuel in the latter half of the compression stroke by the first
しかしながら、多量の燃料を圧縮行程後半で噴射して点火までに十分に気化させて可燃混合気とすることは困難であり、本内燃機関において、必要燃料量が比較的多くなって又は圧縮行程後半の時間が短くなると、成層燃焼を断念し、吸気行程で燃料を噴射して点火時点において気筒内に均質混合気を形成する均質燃焼を実施するようになっている。本内燃機関の全運転領域は、図3に示すように分割され、低回転低負荷側の運転領域Aにおいて成層燃焼を実施し、中回転又は中負荷の運転領域Bにおいて理論空燃比よりリーンな空燃比での均質燃焼を実施し、高回転又は高負荷の運転領域Cにおいて理論空燃比又は理論空燃比よりリッチな空燃比での均質燃焼を実施するようになっている。リーンな空燃比での均質燃焼もスロットル弁5の開度を比較的大きく維持することができ、ポンピング損失を低減して燃料消費を低減することができる。
However, it is difficult to inject a large amount of fuel in the latter half of the compression stroke and vaporize it sufficiently until ignition to obtain a combustible mixture. In this internal combustion engine, the required amount of fuel becomes relatively large or the latter half of the compression stroke. When the time becomes shorter, stratified combustion is abandoned, fuel is injected during the intake stroke, and homogeneous combustion is performed to form a homogeneous mixture in the cylinder at the time of ignition. The entire operation region of the internal combustion engine is divided as shown in FIG. 3, and stratified combustion is performed in the operation region A on the low-rotation / low-load side, and leaner than the stoichiometric air-fuel ratio in the operation region B of medium rotation or medium load. The homogeneous combustion is performed at the air-fuel ratio, and the homogeneous combustion is performed at the air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio or the stoichiometric air-fuel ratio in the operation region C of high rotation or high load. Homogeneous combustion at a lean air-fuel ratio can also maintain the opening of the
均質燃焼を良好なものとするためには、点火までに噴射燃料を十分に気化させると共に吸気と十分に混合させて気筒内全体に分散させることが必要である。第二燃料噴射弁12から噴射される燃料は、吸気通路3の一方の経路3aを通過する吸気と共に微粒化しながら気筒内へ供給されるために気筒内において気化し易く、また、気筒内全体に分散されるために、良好な均質混合気の形成に有利である。それにより、均質燃焼時において、もし、第二燃料噴射弁12だけにより必要量の燃料を噴射することができれば、良好な均質混合気を容易に形成することができる。
In order to improve the homogeneous combustion, it is necessary to sufficiently vaporize the injected fuel before ignition and to thoroughly mix it with the intake air and distribute it throughout the cylinder. The fuel injected from the second
しかしながら、このように均質燃焼時において第一燃料噴射弁11の燃料噴射を停止すると、第一燃料噴射弁11は気筒内に開口する噴孔を有するものであるために、噴孔にデポジットが堆積して最悪の場合には噴孔が詰まることがある。それにより、均質燃焼時にも第一燃料噴射弁により燃料噴射を実施することが好ましく、本内燃機関において、均質燃焼時には、第一燃料噴射弁11と第二燃料噴射弁12との両方を使用して吸気行程に燃料を噴射するようにしている。均質燃焼に際して、第二燃料噴射弁12は、このような吸気同期噴射だけでなく、吸気弁開弁以前に燃料を噴射する吸気非同時噴射も可能である。
However, when the fuel injection of the first
均質燃焼時に第一燃料噴射弁11から気筒内に噴射される燃料は、気化潜熱によって筒内温度を低下させるために、吸気充填効率を向上させ、機関出力を高めるのに有利である。それにより、均質燃焼時において、必要燃料量に対する第一燃料噴射弁11の燃料噴射割合は、噴射燃料がデポジットの堆積防止だけを意図した最少量より多くなるように設定されている。
The fuel injected into the cylinder from the first
しかしながら、第一燃料噴射弁11は、成層燃焼時に点火プラグ近傍に可燃混合気を形成するのに適して、燃料噴霧形状(例えば、比較的厚さの薄い扇形状)及び燃料噴射方向が選択されており、また、噴射燃料が吸気行程前半にはピストン9のキャビティ9a内へ侵入する等するために、均質燃焼時に気筒内全体に燃料を分散させるのに適していない。
However, the first
特に、リーン空燃比での均質燃焼を実施する場合において、噴射燃料をほぼ完全に気化させないと、空燃比がさらにリーンとなって燃焼が悪化する。それにより、本内燃機関では、均質燃焼時において、特に、この第一燃料噴射弁11から噴射される燃料を良好に気化及び分散させるために、気流制御弁13を閉弁して気筒内に生成される強い旋回流を利用することを意図している。しかしながら、燃焼方式が成層燃焼からリーン空燃比の均質燃焼へ変化する時に、気流制御弁13を閉弁しても、吸気の応答遅れによって、直ぐには気筒内に強い旋回流を生成することはできず、強い旋回流が生成されるまでの間において、第一燃料噴射弁11から噴射される燃料の気化が不十分となると、この時の均質燃焼が悪化してしまう。
In particular, when performing homogeneous combustion at a lean air-fuel ratio, if the injected fuel is not vaporized almost completely, the air-fuel ratio becomes leaner and combustion worsens. Thus, in the internal combustion engine, the air
図4は、この均質燃焼の悪化を改善するための制御装置20により実施される各制御を示すタイムチャートである。本タイムチャートは、機関回転数及び機関負荷の変化により、時刻t1において燃焼方式が成層燃焼からリーン空燃比の均質燃焼へ変化する場合を示している。それにより、時刻t1において、燃焼方式フラグが0(成層燃焼)から1(リーン空燃比の均質燃焼)へ切り換わる。それと同時に、成層燃焼において開弁中の気流制御弁13は閉弁される。こうして気流制御弁13が閉弁されても、吸気の応答遅れによって、吸気通路3の一方の経路3aだけを通過した吸気だけが実際に気筒内へ供給されるまでには、時刻t2までの期間が必要となる。
FIG. 4 is a time chart showing each control performed by the
第一燃料噴射弁11の設定燃料噴射割合は、成層燃焼時において100%であるが、これを、均質燃焼への切り換え時において、均質燃焼時の設定燃料噴射割合a%(例えば、50%)より小さい燃料噴射割合へ変化させるようになっている。また、第二燃料噴射弁12の設定燃料噴射割合は、成層燃焼時において0%であるが、これを、均質燃焼への切り換え時において、均質燃焼時の設定燃料噴射割合b%(100%−a%)より大きい燃料噴射割合へ変化させるようになっている。
The set fuel injection ratio of the first
それにより、時刻t1直後において、気筒内には強い旋回流は生成されないが、良好な均質混合気の形成に不利な第一燃料噴射弁11からの燃料噴射量は減少され、また、良好な均質混合気の形成に有利な第二燃料噴射弁12からの燃料噴射量は増加されるために、この時においても比較的良好な均質混合気を形成することができる。
Thereby, immediately after time t1, a strong swirl flow is not generated in the cylinder, but the fuel injection amount from the first
時刻t1からの時間が経過して時刻t2へ近づくにつれて、気筒内には旋回流が生成されて、これが徐々に強まるために、旋回流によって良好に気化及び分散させることが可能な第一燃料噴射弁11からの燃料量が増加する。それにより、第一燃料噴射弁11からの燃料噴射量を徐々に増加させるように第一燃料噴射弁12の燃料噴射割合は徐々に大きくされ、また、第二燃料噴射弁12からの燃料噴射量を徐々に減少させるように第二燃料噴射弁12の燃料噴射割合は徐々に小さくされる。こうして、第一燃料噴射弁11からの燃料噴射量を増加させれば、気化潜熱によって充填効率が高まり、機関出力を高めるのに有利である。
As time elapses from time t1 and approaches time t2, a swirl flow is generated in the cylinder, and this gradually increases. Therefore, the first fuel injection that can be vaporized and dispersed well by the swirl flow The amount of fuel from the
時刻t2において気筒内には強い旋回流が生成されるために、時刻t2となれば、第一燃料噴射弁11及び第二燃料噴射弁12のそれぞれの燃料噴射割合は、均質燃焼時のそれぞれの設定燃料噴射割合a%及びb%とされる。この均質燃焼時の第一燃料噴射弁11及び第二燃料噴射弁12の設定燃料噴射割合は、全ての均質燃焼領域において一定としても良いが、機関運転状態毎に異なるように設定しても良い。例えば、高負荷又は高回転の運転領域Cでは、さらに、充填効率を高めることが好ましく、そのために、第一燃料噴射弁11の設定燃料噴射割合を中負荷又は中回転の運転領域Bの場合より大きく設定し、第二燃料噴射弁12の設定燃料噴射割合を中負荷又は中回転の運転領域Bの場合より小さく設定するようにしても良い。
Since a strong swirl flow is generated in the cylinder at time t2, at time t2, the fuel injection ratios of the first
このように第一燃料噴射弁11の設定燃料噴射割合を大きく設定して第一燃料噴射弁11からの燃料噴射量が増加しても、この均質燃焼の運転領域Cにおいては、気筒内温度が高いために第一燃料噴射弁11からの噴射燃料の気化が比較的良好となり、また、この運転領域Cにおいては、理論空燃比又はリッチ空燃比での均質燃焼が実施されるために、第一燃料噴射弁11からの噴射燃料の一部が気化しなくても、燃焼空燃比が異常にリーンとなることはなく、殆ど燃焼悪化することはない。
Thus, even if the set fuel injection ratio of the first
この運転領域Cにおける均質燃焼では、気流制御弁を開弁して気筒内へ多量に吸気を供給することが好ましい。また、この多量の吸気によって気筒内に比較的強い乱れを発生させることができ、それにより、第一燃料噴射弁により噴射される燃料は十分に気化及び分散される。 In the homogeneous combustion in the operation region C, it is preferable to open the airflow control valve and supply a large amount of intake air into the cylinder. Further, a relatively strong turbulence can be generated in the cylinder by this large amount of intake air, whereby the fuel injected by the first fuel injection valve is sufficiently vaporized and dispersed.
ところで、成層燃焼時には、スロットル弁5の開度は非常に大きくされており、一方、リーン空燃比の均質燃焼時には、それほど必要燃料量が多くなく、所望リーン空燃比範囲を維持するためには、吸気量を減少させなければならない。そのために、成層燃焼からリーン空燃比の均質燃焼への切り換え時において、スロットル弁5の開度を減少させる。さらに、気流制御弁13も閉弁されるために、それによっても吸気量は減少する。
By the way, at the time of stratified combustion, the opening degree of the
しかしながら、吸気応答遅れによって、所望吸気量が実現されるのは、気流制御弁13を閉弁した後の時刻t2であり、それ以前においては、必要以上の吸気が気筒内へ供給されており、この時には、第一燃料噴射弁11及び第二燃料噴射弁12の燃料噴射量を増量して空燃比が所望リーン空燃比範囲を超えてリーンとなることが防止される。それにより、そのままでは、機関出力が必要以上に高まるために、本実施形態においては、時刻t1において点火時期を遅角して機関出力を低下させている。その後、吸気量の減少と共に点火時期を徐々に進角させて機関出力を安定化させ、時刻t2においてリーン空燃比の均質燃焼時の設定点火時期としている。
However, it is at time t2 after the air
前述の制御を実現するためには、時刻t1からt2までの期間T、すなわち、気流制御弁13を閉弁してから気筒内に強い旋回流が生成されるまでの期間Tは、予め設定しておく必要がある。この期間Tは、気流制御弁13の閉弁時、すなわち、成層燃焼から均質燃焼への切り換え時の機関回転数又は吸気管負圧によって変化する。この機関回転数が高いほど、又は、吸気管負圧が大気圧に近いほど、吸気通路3の一方の経路3aを通過する吸気流速が速まるために、気筒内に強い旋回流を生成し易くなる。それにより、時刻t1からt2までの設定期間Tは、成層燃焼から均質燃焼への切り換え時の機関回転数又は吸気管負圧によって図6に示す傾向のように設定することができる。
In order to realize the above-described control, a period T from time t1 to t2, that is, a period T from when the
図4に示すタイムチャートでは、運転領域がAからBへ変化した時に、成層燃焼からリーン空燃比の均質燃焼へ切り換える場合を説明したが、この均質燃焼をさらに安定化させるために、リーン空燃比での均質燃焼を実施する以前に理論空燃比又はリッチ空燃比での均質燃焼を実施するようにしても良い。図5は、この場合の各制御を示すタイムチャートである。図4のタイムチャートとの違いについて以下に説明する。
In the time chart shown in FIG. 4, the case where the stratified combustion is switched to the homogeneous combustion of the lean air-fuel ratio when the operation region is changed from A to B has been described. Before carrying out the homogeneous combustion in
運転領域がAからBへ変化した時(時刻t0)には、燃焼方式フラグは0(成層燃焼)から1(リーン空燃比の均質燃焼)へ変化するが、この時には、気流制御弁13は閉弁されず、先ず、スロットル弁5の開度が比較的大幅に小さくされ、理論空燃比の均質燃焼のために吸入空気量を減少させる。しかしながら、吸気量は徐々にしか減少せず、理論空燃比を実現するためには、比較的多くの燃料が第一燃料噴射弁11及び第二燃料噴射弁12によって気筒内へ供給される。それにより、そのままでは機関出力が高まるために、点火時期は大幅に遅角される。
When the operating region changes from A to B (time t0), the combustion method flag changes from 0 (stratified combustion) to 1 (homogenous combustion of the lean air-fuel ratio). At this time, the air
スロットル弁5の開度変化に伴う吸気量の変化が安定するまで(時刻t1まで)、理論空燃比の均質燃焼が実施され、この均質燃焼における第一燃料噴射弁11の燃料噴射割合は、リーン空燃比の均質燃焼における設定燃料噴射割合a%より小さくされ、第二燃料噴射弁12の燃料噴射量を多くして良好な均質混合気の形成に有利としている。第一燃料噴射弁11及び第二燃料噴射弁12の燃料噴射量は、理論空燃比を維持するように吸気量の減少と共に少なくされ、それによる機関出力の低下に合わせて点火時期は徐々に進角される。
Until the change in the intake air amount associated with the change in the opening of the
時刻t1となって吸気量が安定すれば、気流制御弁13を閉弁すると共に、リーン空燃比の均質燃焼に対する所望吸気量が実現されるように、スロットル弁5の開度を僅かに大きくする。こうして、図4のタイムチャートと同様な設定期間T(時刻t1から時刻t2)の間のリーン空燃比での均質燃焼を開始する。本実施形態においては、気流制御弁13を閉弁する時の時刻t1において、スロットル弁5の開度減少に伴う吸気量変化は安定しているために、この吸気量変化に伴う燃焼悪化要因を排除することができ、リーン空燃比での均質燃焼をさらに安定化させることができる。
When the intake air amount becomes stable at time t1, the air
本実施形態において、理論空燃比での均質燃焼において、気流制御弁12は開弁されたままとされ、この時には、気筒内に旋回流を発生させないようにしている。これは、理論空燃比を目標とした均質燃焼であるために、第一燃料噴射弁11から噴射される燃料の一部が気化しなくても空燃比が非常にリーンとなることはなく、また、気流制御弁13の閉弁に伴う吸気量の変化によって理論空燃比での均質燃焼が不安定となることを防止するためである。
In the present embodiment, in the homogeneous combustion at the stoichiometric air-fuel ratio, the
1…機関本体
3…吸気通路
11…第一燃料噴射弁
12…第二燃料噴射弁
13…気流制御弁
20…制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004073056A JP4238752B2 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | Control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004073056A JP4238752B2 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | Control device for internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005256808A JP2005256808A (en) | 2005-09-22 |
| JP4238752B2 true JP4238752B2 (en) | 2009-03-18 |
Family
ID=35082764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004073056A Expired - Fee Related JP4238752B2 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | Control device for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4238752B2 (en) |
-
2004
- 2004-03-15 JP JP2004073056A patent/JP4238752B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005256808A (en) | 2005-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7069901B2 (en) | Control apparatus for internal combustion engine and control method for internal combustion engine combustion method for internal combustion engine and direct injection engine | |
| US6499456B1 (en) | Cylinder injection engine and control apparatus and method thereof | |
| US7077106B2 (en) | Spark ignition internal combustion engine | |
| JP3852363B2 (en) | Engine control device | |
| CN101142399B (en) | Fuel supply apparatus for internal combustion engine | |
| CN101287900A (en) | Internal Combustion Engine Controls | |
| WO2013150768A1 (en) | Air intake system for internal combustion engine | |
| CN103089469A (en) | Fuel injection apparatus for internal combustion engine | |
| JP2006258021A (en) | Control device for internal combustion engine | |
| CN102016274A (en) | Direct injection spark ignition internal combustion engine, and fuel injection control method therefor | |
| JP2007224753A (en) | Spark ignition direct injection engine | |
| JP4186344B2 (en) | Control device for spark ignition direct injection engine | |
| JP2006258014A (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP4238752B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| CN102678352A (en) | Internal combustion engine | |
| JP2006274946A (en) | Spark ignition direct injection engine | |
| JP2501556Y2 (en) | Internal combustion engine intake system | |
| JP3852230B2 (en) | In-cylinder injection spark ignition engine | |
| JP2004044453A (en) | Fuel injection control device for internal combustion engine | |
| WO2008102910A1 (en) | Fuel injection control device for in-cylinder injection internal combustion engine | |
| JP3586963B2 (en) | Engine intake system | |
| JPH08121173A (en) | In-cylinder injection spark ignition engine | |
| JPH0137582B2 (en) | ||
| JP2003013741A (en) | Air-fuel mixture supply system for internal combustion engine | |
| JP2006258008A (en) | Internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060630 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081125 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081208 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109 Year of fee payment: 3 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4238752 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130109 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130109 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |