JP5195383B2 - In-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、筒内直接噴射式火花点火内燃機関に関する。 The present invention relates to a direct injection type spark ignition internal combustion engine.
例えば、特許文献1には、1燃焼サイクル当たりの吸入空気量で完全燃焼させることができるトータル燃料量を2回に分けて燃焼室内に直接噴射すると共に、圧縮行程で行う2回目の燃料噴射をピストン冠面に形成されたキャビティで反射させて点火プラグ近傍に成層混合気を形成して成層ストイキ燃焼を行う内燃機関が開示されている。
しかしながら、この特許文献1に開示されているような内燃機関において成層ストイキ燃焼を行う場合、点火時期をリタードするにつれて燃焼室内で混合気が拡散し、点火プラグ周りの混合気がリーンとなってしまい、燃焼安定性が悪化してしまうという問題がある。
However, when stratified stoichiometric combustion is performed in an internal combustion engine as disclosed in
そこで、本発明の筒内直接噴射式火花点火内燃機関は、1燃焼サイクル中に燃料噴射を2回行い、かつ2回目の燃料噴射で噴射された燃料が点火時期に点火プラグに到達するように、点火時期から所定期間先行したタイミングでピストン冠面に形成されたキャビティに向けて2回目の燃料噴射を行い、燃焼室内の点火プラグの周辺に2段階の成層混合気を形成した状態で点火するリタード燃焼時に、上記リタード燃焼時に回転変動抑制のために点火時期を相対的にリタードさせる場合には、通常のリタード燃焼時に比べて2回目の燃料噴射の噴射割合を相対的に大きくすると共に、2回目の燃料噴射の燃料噴射開始時期を相対的に進角し、上記リタード燃焼時に回転変動抑制のために点火時期を相対的に進角させる場合には、通常のリタード燃焼時に比べて2回目の燃料噴射の噴射割合を相対的に小さくすると共に、2回目の燃料噴射の燃料噴射開始時期を相対的に遅角することを特徴としている。
Therefore, the direct injection type spark ignition internal combustion engine of the present invention performs fuel injection twice during one combustion cycle, and the fuel injected in the second fuel injection reaches the spark plug at the ignition timing. Then, the second fuel injection is performed toward the cavity formed on the piston crown surface at a timing preceding the ignition timing by a predetermined period, and ignition is performed in a state where a two-stage stratified mixture is formed around the ignition plug in the combustion chamber. In the case of retarded combustion, when the ignition timing is relatively retarded to suppress rotational fluctuation during the retarded combustion, the injection ratio of the second fuel injection is made relatively larger than that during normal retarded combustion, and 2 When the fuel injection start timing of the second fuel injection is relatively advanced and the ignition timing is relatively advanced to suppress rotational fluctuation during the retard combustion, the normal retard is used. With relatively smaller injection ratio of the second fuel injection as compared to shrink upon, it is characterized by relatively retarding the second fuel injection fuel injection start timing of.
本発明によれば、リタード燃焼時においても、点火時期に応じて2回目の燃料噴射量を増減させることができ、燃焼安定性を確保しつつ結果的に更なる点火時期のリタードが可能となり、後燃えによる一層の排気温度上昇とHC低減を実現することができる。 According to the present invention, even during retard combustion, the second fuel injection amount can be increased or decreased according to the ignition timing, and as a result, further retarding of the ignition timing is possible while ensuring combustion stability. Further exhaust gas temperature increase and HC reduction by afterburning can be realized.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、この発明が適用される筒内直接噴射式火花点火内燃機関のシステム構成を示す構成説明図である。 FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a system configuration of a direct injection type spark ignition internal combustion engine to which the present invention is applied.
この内燃機関1のピストン2により形成される燃焼室3には、吸気弁(図示せず)を介して吸気通路4が接続され、かつ排気弁(図示せず)を介して排気通路5が接続されている。吸気通路4には、吸入空気量を検出するエアフロメータ6が配設されていると共に、制御信号によりアクチュエータ8を介して開度制御される電子制御スロットル弁7が配設されている。排気通路5には、排気浄化用の触媒コンバータ10が配設されていると共に、その上流側及び下流側にそれぞれ空燃比センサ11,12が設けられており、さらに、上流側の空燃比センサ11と並んで、触媒コンバータ10入口側での排気温度を検出する排気温度センサ13が設けられている。
An intake passage 4 is connected to the combustion chamber 3 formed by the
燃焼室3の中央頂上部には、点火プラグ14が配置されている。また、燃焼室3の吸気通路4側の側部に、燃焼室3内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁15が配置されている。この燃料噴射弁15には、高圧燃料ポンプ16及びプレッシャレギュレータ17によって所定圧力に調圧された燃料が、高圧燃料通路18を介して供給されている。従って、各気筒の燃料噴射弁15が制御パルスにより開弁することで、その開弁期間に応じた量の燃料が噴射される。なお、19は、燃圧を検出する燃圧センサ、20は、高圧燃料ポンプ16へ燃料を送る低圧燃料ポンプである。
A
また内燃機関1には、機関冷却水温を検出する水温センサ21が設けられていると共に、クランク角を検出するクランク角センサ22が設けられている。さらに、運転者によるアクセルペダル踏み込み量を検出するアクセル開度センサ23が設けられている。
Further, the
内燃機関1の燃料噴射量や噴射時期、点火時期、等は、コントロールユニット25によって制御される。このコントロールユニット25には、上述した各種のセンサ類の検出信号が入力されている。コントロールユニット25は、これらの入力信号により検出される機関運転条件に応じて、燃焼方式つまり均質燃焼とするか成層燃焼とするかを決定すると共に、これに合わせて、電子制御スロットル弁7の開度、燃料噴射弁15の燃料噴射時期及び燃料噴射量、点火プラグ14の点火時期、等を制御する。
The fuel injection amount, injection timing, ignition timing, and the like of the
暖機完了後においては、通常の成層燃焼運転ないしは均質燃焼運転が行われる。例えば、低速低負荷側の所定の領域では、通常の成層燃焼運転として、圧縮行程の適宜な時期に燃料噴射が行われ、かつ圧縮上死点前の時期に点火が行われる。燃料噴霧は点火プラグ14近傍に層状に集められ、これにより、例えば空燃比をリーンとした成層燃焼が実現される。また、高速高負荷側の所定の領域では、通常の均質燃焼運転として、吸気行程中に燃料噴射が行われ、かつ圧縮上死点前のMBT点近傍において点火が行われる。この場合は、燃料は筒内で均質な混合気となる。
After completion of warm-up, normal stratified combustion operation or homogeneous combustion operation is performed. For example, in a predetermined region on the low speed and low load side, as normal stratified combustion operation, fuel injection is performed at an appropriate time in the compression stroke, and ignition is performed at a time before the compression top dead center. The fuel spray is collected in a layered manner in the vicinity of the
本発明は、触媒コンバータ10の早期昇温が要求される内燃機関1の冷間始動時において、排気温度を高温とするように、1燃焼サイクルで必要な燃料を1燃焼サイクル中に2回に分けて噴射し、点火時期を圧縮上死点後に設定したリタード燃焼を行うものであり、以下、このリタード燃焼について詳述する。
In the present invention, at the time of cold start of the
本実施形態におけるリタード燃焼は、図2に示すように、1燃焼サイクル中の2回目の燃料噴射で噴射された燃料が点火時期に点火プラグ14に到達するように、点火時期から所定期間先行したタイミングでピストン冠面に形成されたキャビティに向けて2回目の燃料噴射を圧縮行程中に行い、燃焼室3内の点火プラグ14の周辺に2段階の成層混合気を形成した状態で点火するものである。そのため、リタード燃焼時には、2回目の燃料噴射の燃料噴射時期と点火時期に応じて、1回目の燃料噴射と2回目の燃料噴射との噴射割合を変更する。
As shown in FIG. 2, the retarded combustion in the present embodiment is preceded by a predetermined period from the ignition timing so that the fuel injected in the second fuel injection in one combustion cycle reaches the
すなわち、通常のリタード燃焼時においては、燃焼安定度が成立し、かつ最も点火時期がリタードできる2回目の燃料噴射時期(IT2)、及び1燃焼サイクル中の1回目の燃路噴射と2回目の燃路噴射との噴射割合である分割比が設定される。そして、図2及び図3に示すように、通常のリタード燃焼時に、アイドルスピードコントロール要求(内燃機関の機関回転数を目標回転数とする要求)から点火時期を変更する場合には、この点火時期の変更に応じて2回目の燃料噴射量の噴射割合(分割比)を変更すると共に、この噴射割合の変更に伴い2回目の燃料噴射の燃料噴射期間を変更し、さらに2回目の燃料噴射の燃料噴射期間の中心が一定の時期となるように2回目の燃料噴射時期(IT2)を変更する。 That is, during normal retarded combustion, combustion stability is established and the second fuel injection timing (IT2) at which the ignition timing can be retarded most, and the first fuel path injection and the second fuel injection in one combustion cycle A division ratio which is an injection ratio with fuel path injection is set. As shown in FIGS. 2 and 3, when the ignition timing is changed from an idle speed control request (a request for setting the engine speed of the internal combustion engine as the target engine speed) during normal retarded combustion, this ignition timing is used. Is changed in accordance with the change in the injection ratio (division ratio) of the second fuel injection amount, the fuel injection period of the second fuel injection is changed in accordance with the change in the injection ratio, and the second fuel injection is changed. The second fuel injection timing (IT2) is changed so that the center of the fuel injection period is a fixed time.
詳述すると、点火時期を通常のリタード燃焼時よりもさらにリタードさせる場合には、2回目の燃料噴射量の噴射割合を増加(分割比を増加)させると共に、2回目の燃料噴射期間が長くなる分だけ2回目の燃料噴射の噴射開始時期(IT2start)を通常のリタード燃焼時の2回目の燃料噴射の噴射開始時期(IT2start)に対して進角させる。一方、点火時期を通常のリタード燃焼時よりも進角させる場合には、2回目の燃料噴射量の噴射割合を減少(分割比を減少)させると共に、2回目の燃料噴射期間が短くなる分だけ2回目の燃料噴射の噴射開始時期(IT2start)を通常のリタード燃焼時の2回目の燃料噴射の噴射開始時期(IT2start)に対して遅角させる。 More specifically, when the ignition timing is further retarded than during normal retarded combustion, the injection ratio of the second fuel injection amount is increased (the division ratio is increased) and the second fuel injection period is lengthened. The injection start timing (IT2start) of the second fuel injection is advanced by an amount relative to the injection start timing (IT2start) of the second fuel injection during normal retarded combustion. On the other hand, when the ignition timing is advanced from that during normal retarded combustion, the injection ratio of the second fuel injection amount is decreased (division ratio is decreased) and the second fuel injection period is shortened. The injection start timing (IT2start) of the second fuel injection is retarded with respect to the injection start timing (IT2start) of the second fuel injection during normal retarded combustion.
また、このようなリタード燃焼から1燃焼サイクル中に燃料噴射を1回行う均質燃焼への過渡時においては、1燃焼サイクル中に燃料噴射を2回行うと共に、2回目の燃料噴射の噴射時期と点火時期との間隔が短くなるほど、2回目の燃料噴射量が少なくなるよう前記噴射割合を変更する。 Further, in the transition from the retarded combustion to the homogeneous combustion in which fuel injection is performed once in one combustion cycle, fuel injection is performed twice in one combustion cycle and the injection timing of the second fuel injection is The injection ratio is changed so that the second fuel injection amount decreases as the interval from the ignition timing becomes shorter.
図4は、リタード燃焼時のタイミングチャートを示している。図4中に破線で示すように、リタード燃焼時の噴射割合(分割比)が一定値に固定される場合には、燃焼安定度限界から点火時期を変更することができなかった。また、リタード燃焼から均質燃焼に移行する際にも、図4中に破線で示すように、点火時期リタード要求からリタード燃焼時の2回目の燃料噴射量を多くするように設定した場合、点火時期が進角した場合に燃料噴射量が低下し、燃料噴射弁の最小流量制限(Qmin)に到達してしまうという問題があった。 FIG. 4 shows a timing chart at the time of retarded combustion. As indicated by a broken line in FIG. 4, when the injection ratio (division ratio) at the time of retarded combustion is fixed to a constant value, the ignition timing cannot be changed from the combustion stability limit. Also, when shifting from retarded combustion to homogeneous combustion, as shown by the broken line in FIG. 4, if the second fuel injection amount at the time of retarded combustion is set to be increased from the ignition timing retard request, the ignition timing is set. When the angle is advanced, there is a problem that the fuel injection amount decreases and reaches the minimum flow rate limit (Qmin) of the fuel injection valve.
しかしながら、本実施形態においては、前述したように、点火時期を通常のリタード燃焼時よりもさらにリタードさせる場合には、図4中に実線で示すように、2回目の燃料噴射量の噴射割合を増加(分割比を増加)させることで、燃焼安定度を損なうことなく2回目の燃料噴射の噴射開始時期(IT2start)を通常のリタード燃焼時の2回目の燃料噴射の噴射開始時期(IT2start)に対して進角させることできる。そして、点火時期を通常のリタード燃焼時よりも進角させる場合には、図4中に一点鎖線で示すように、前記噴射割合を減少(分割比を減少)させることで、燃焼安定度を損なうことなく2回目の燃料噴射の噴射開始時期(IT2start)を通常のリタード燃焼時の2回目の燃料噴射の噴射開始時期(IT2start)に対して遅角させることができる。 However, in the present embodiment, as described above, when the ignition timing is further retarded than during normal retarded combustion, the injection ratio of the second fuel injection amount is set as shown by the solid line in FIG. By increasing (increasing the split ratio), the injection start timing (IT2start) of the second fuel injection is changed to the injection start timing (IT2start) of the second fuel injection in the normal retarded combustion without impairing the combustion stability. It can be advanced with respect to. Then, when the ignition timing is advanced from that during normal retarded combustion, as shown by the one-dot chain line in FIG. 4, the injection ratio is decreased (division ratio is decreased), thereby impairing combustion stability. Without delay, the injection start timing (IT2start) of the second fuel injection can be retarded with respect to the injection start timing (IT2start) of the second fuel injection during normal retarded combustion.
つまり、リタード燃焼時において、内燃機関の回転変動を抑制するために点火時期の変更要求があった場合でも、1サイクル中の2回目の燃料噴射の噴射開始時期と点火時期に応じて前記噴射割合を変更することで、2回目の燃料噴射による噴霧のキャビティへの当たり方を同一条件とすることができ、2回目の燃料噴射の燃料噴射期間の変更に伴う燃焼安定度の悪化を防止することができる。 That is, even when there is a request for changing the ignition timing in order to suppress the rotational fluctuation of the internal combustion engine during the retarded combustion, the injection ratio depends on the injection start timing and ignition timing of the second fuel injection in one cycle. By changing the above, it is possible to make the spray contact with the cavity by the second fuel injection the same condition, and to prevent the deterioration of the combustion stability due to the change of the fuel injection period of the second fuel injection Can do.
また、点火時期のリタードに応じて2回目の燃料噴射量を増減させることができるので、前記噴射割合を一定とする場合に比べて、更なる点火時期のリタードが可能となり、後燃えによる一層の排気温度上昇と一層のHC低減を実現することができる。 Further, since the amount of fuel injection for the second time can be increased or decreased according to the retard of the ignition timing, the retard of the ignition timing can be further increased as compared with the case where the injection ratio is made constant, and the further increase in the amount of afterburning. Exhaust temperature rise and further HC reduction can be realized.
そして、このようなリタード燃焼から1燃焼サイクル中に燃料噴射を1回行う均質燃焼への過渡時においては、1燃焼サイクル中に燃料噴射を2回行うと共に、2回目の燃料噴射の噴射時期と点火時期との間隔が短くなるほど、2回目の燃料噴射量が少なくなるよう前記噴射割合を変更しているので、リタード燃焼と均質燃焼と過渡時において、燃焼安定度を悪化させることなく点火時期を変化させることが可能となる。 In a transition from such retarded combustion to homogeneous combustion in which fuel injection is performed once in one combustion cycle, fuel injection is performed twice in one combustion cycle and the injection timing of the second fuel injection is Since the injection ratio is changed so that the second fuel injection amount decreases as the interval from the ignition timing becomes shorter, the ignition timing can be set without deteriorating the combustion stability during the retard combustion, the homogeneous combustion, and the transient time. It can be changed.
図5は、本実施形態におけるリタード燃焼時の制御の流れを示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing a control flow during retarded combustion in the present embodiment.
S1では、リタード燃焼が実施されているか否かを判定し、リタード燃焼が既に実施されている場合にはS4へ進み、リタード燃焼が実施されていない場合にはS2へ進む。 In S1, it is determined whether or not retarded combustion is being performed. If retarded combustion has already been performed, the process proceeds to S4, and if retarded combustion has not been performed, the process proceeds to S2.
S2では、リタード燃焼の実施条件が成立しているか否かを判定する。例えば、触媒コンバータ10の温度が予め設定された所定温度よりも低い冷間始動時に、リタード燃焼の実施条件が成立していると判定する。
In S2, it is determined whether or not the execution conditions for retarded combustion are satisfied. For example, it is determined that the conditions for performing the retarded combustion are satisfied at the time of cold start when the temperature of the
S3では、1燃焼サイクル中に2回の燃料噴射を行うリタード燃焼を実施する際、1回目の燃料噴射と2回目の燃料噴射との噴射割合である分割比を設定する。すなわち、通常のリタード燃焼時の分割比が設定される。 In S3, when performing retarded combustion in which fuel injection is performed twice during one combustion cycle, a division ratio that is an injection ratio between the first fuel injection and the second fuel injection is set. That is, the division ratio during normal retarded combustion is set.
S4では、均質燃焼への切替条件が成立しているか否かを判定し、均質燃焼への切替条件が成立している場合にはS5へ進む。均質燃焼への切替条件としては、例えば、触媒コンバータ10の温度が触媒活性化温度まで上昇した場合(触媒暖機完了時)に、均質燃焼への切替条件が成立したと判定する。
In S4, it is determined whether or not the condition for switching to homogeneous combustion is satisfied. If the condition for switching to homogeneous combustion is satisfied, the process proceeds to S5. As a condition for switching to homogeneous combustion, for example, when the temperature of the
S5では、1燃焼サイクル中の燃料の噴射回数を2回に維持しつつ点火時期を均質燃焼を行う際の点火時期に向けて所定量進角させる。そして、2回目の燃料噴射の噴射時期と点火時期との間隔が短くなるほど、1燃焼サイクル中の2回目の燃料噴射量が少なくなるように、1燃焼サイクル中の1回目の燃料噴射と2回目の燃料噴射の噴射割合(分割比)を変更する。 In S5, the ignition timing is advanced by a predetermined amount toward the ignition timing when performing homogeneous combustion while maintaining the number of fuel injections in one combustion cycle at two. Then, the shorter the interval between the injection timing and the ignition timing of the second fuel injection, the smaller the second fuel injection amount in the first combustion cycle, and the second fuel injection amount in the first combustion cycle and the second fuel injection amount. The fuel injection ratio (split ratio) is changed.
S6では、点火時期が均質燃焼へ切り替えられる点火時期まで進角したか否かを判定し、進角した場合にはS7へ進み、そうでない場合にはS5へ進む。 In S6, it is determined whether or not the ignition timing has been advanced to an ignition timing at which the combustion is switched to homogeneous combustion. If the ignition timing has been advanced, the process proceeds to S7, and if not, the process proceeds to S5.
S7では、燃焼方式を均質燃焼に切り替える。 In S7, the combustion method is switched to homogeneous combustion.
一方、S4で、均質燃焼への切替条件が成立していないと判定された場合はS8へ進む。 On the other hand, if it is determined in S4 that the condition for switching to homogeneous combustion is not satisfied, the process proceeds to S8.
S8では、アイドルスピードコントロール要求(内燃機関の機関回転数を目標回転数とする要求)から点火時期を変更する要求があるか否かを判定し、リタード燃焼の実施中に点火時期の変更要求がある場合にはS9へ進む。 In S8, it is determined whether or not there is a request for changing the ignition timing from an idle speed control request (a request for setting the engine speed of the internal combustion engine to the target engine speed), and a request for changing the ignition timing is made during execution of retarded combustion. If there is, the process proceeds to S9.
S9では、点火時期の変更要求に従い、点火時期を通常のリタード燃焼時の点火時期から変更し、この点火時期の変更に応じて2回目の燃料噴射量の噴射割合(分割比)を変更すると共に、この噴射割合の変更に伴い2回目の燃料噴射の燃料噴射期間を変更し、さらに2回目の燃料噴射の燃料噴射期間の中心が一定の時期となるように2回目の燃料噴射時期(IT2)を変更する。 In S9, in accordance with the request for changing the ignition timing, the ignition timing is changed from the ignition timing at the time of normal retarded combustion, and the injection ratio (split ratio) of the second fuel injection amount is changed in accordance with the change in the ignition timing. The fuel injection period of the second fuel injection is changed in accordance with the change of the injection ratio, and the second fuel injection timing (IT2) is set so that the center of the fuel injection period of the second fuel injection becomes a fixed time. To change.
S10では、アイドルスピードコントロール要求(内燃機関の機関回転数を目標回転数とする要求)から点火時期を変更する要求が終了したか否かを判定し、点火時期の変更要求が終了していない場合にはS9へ戻り、点火時期の変更要求が終了してた場合には点火時期を通常のリタード燃焼時の点火時期に戻し、通常のリタード燃焼を再開して今回のルーチンを終了する。 In S10, it is determined whether or not a request for changing the ignition timing has been completed from an idle speed control request (a request for setting the engine speed of the internal combustion engine as the target engine speed), and the request for changing the ignition timing has not been completed. In step S9, if the ignition timing change request has been completed, the ignition timing is returned to the ignition timing at the time of normal retarded combustion, the normal retarded combustion is resumed, and the current routine is ended.
上述した実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。 The technical ideas of the present invention that can be grasped from the above-described embodiments will be listed together with their effects.
(1) 筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁及び点火プラグを備え、噴射された燃料をピストン冠面に形成されたキャビティで反射させて点火プラグ近傍に成層混合気を形成可能であると共に、所定の運転状態のときに、点火時期を圧縮上死点後に設定したリタード燃焼を行う筒内直接噴射式火花点火内燃機関であって、リタード燃焼時には、1燃焼サイクル中に燃料噴射を2回行い、かつ2回目の燃料噴射で噴射された燃料が点火時期に点火プラグに到達するように、点火時期から所定期間先行したタイミングでピストン冠面に形成されたキャビティに向けて2回目の燃料噴射を行い、燃焼室内の点火プラグの周辺に2段階の成層混合気を形成した状態で点火する筒内直接噴射式火花点火内燃機関において、リタード燃焼時には、2回目の燃料噴射の燃料噴射時期と点火時期に応じて、1回目の燃料噴射と2回目の燃料噴射との噴射割合を変更する。これによって、点火時期のリタードに応じて2回目の燃料噴射量を増減させることができ、燃焼安定性を確保しつつ更なる点火時期のリタードが可能となり、後燃えによる排気温度上昇とHC低減を実現することができる。 (1) A fuel injection valve that directly injects fuel into the cylinder and an ignition plug are provided, and the injected fuel can be reflected by a cavity formed on the piston crown surface to form a stratified mixture near the ignition plug. An in-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine that performs retarded combustion with the ignition timing set after compression top dead center in a predetermined operating state, and in the case of retarded combustion, fuel injection is performed twice during one combustion cycle. And the second fuel injection toward the cavity formed on the piston crown surface at a timing preceding the ignition timing by a predetermined period so that the fuel injected in the second fuel injection reaches the spark plug at the ignition timing In the in-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine that ignites in a state where a two-stage stratified mixture is formed around the spark plug in the combustion chamber, the second time during the retarded combustion Fuel injection timing of the fuel injection and in accordance with the ignition timing, change the injection ratio between the first fuel injection and second fuel injection. This makes it possible to increase or decrease the amount of fuel injection for the second time according to the retard of the ignition timing, and further retard the ignition timing while ensuring the combustion stability. Can be realized.
(2) 前記(1)に記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関において、前記リタード燃焼と1燃焼サイクル中に燃料噴射を1回行う均質燃焼との過渡時においては、1燃焼サイクル中に燃料噴射を2回行うと共に、2回目の燃料噴射の噴射時期と点火時期との間隔が短くなるほど、2回目の燃料噴射量が少なくなるよう前記噴射割合を変更する。これによって、リタード燃焼と均質燃焼と過渡時において、燃焼安定度を悪化させることなく点火時期を変化させることが可能となる。 (2) In the in-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine according to (1), during a transition between the retarded combustion and the homogeneous combustion in which fuel injection is performed once during one combustion cycle, The fuel injection is performed twice, and the injection ratio is changed so that the second fuel injection amount decreases as the interval between the injection timing of the second fuel injection and the ignition timing becomes shorter. This makes it possible to change the ignition timing without deteriorating the combustion stability during the retard combustion, the homogeneous combustion, and the transition.
(3) 前記(1)または(2)に記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関において、前記噴射割合の変更に伴い2回目の燃料噴射の燃料噴射期間が変更される際には、2回目の燃料噴射の燃料噴射期間の中心が一定の時期となるように、2回目の燃料噴射の噴射開始時期を設定する。これによって、噴射割合の変更に伴い2回目の燃料噴射の燃料噴射期間が変更されても、2回目の燃料噴射による噴霧のキャビティへの当たり方を同一条件とすることができ、2回目の燃料噴射の燃料噴射期間の変更に伴う燃焼安定度の悪化を防止することができる。 (3) In the direct injection type spark ignition internal combustion engine according to (1) or (2), when the fuel injection period of the second fuel injection is changed in accordance with the change of the injection ratio, 2 The injection start timing of the second fuel injection is set so that the center of the fuel injection period of the second fuel injection is a fixed timing. As a result, even if the fuel injection period of the second fuel injection is changed in accordance with the change of the injection ratio, it is possible to set the same condition for the spray hitting the cavity by the second fuel injection. It is possible to prevent the deterioration of the combustion stability accompanying the change of the fuel injection period of the injection.
3…燃焼室
14…点火プラグ
15…燃料噴射弁
25…コントロールユニット
3 ...
Claims (3)
上記リタード燃焼時には、1燃焼サイクル中に燃料噴射を2回行い、かつ2回目の燃料噴射で噴射された燃料が点火時期に点火プラグに到達するように、点火時期から所定期間先行したタイミングでピストン冠面に形成されたキャビティに向けて2回目の燃料噴射を行い、燃焼室内の点火プラグの周辺に2段階の成層混合気を形成した状態で点火する筒内直接噴射式火花点火内燃機関において、
上記リタード燃焼時に回転変動抑制のために点火時期を相対的にリタードさせる場合には、通常のリタード燃焼時に比べて2回目の燃料噴射の噴射割合を相対的に大きくすると共に、2回目の燃料噴射の燃料噴射開始時期を相対的に進角し、
上記リタード燃焼時に回転変動抑制のために点火時期を相対的に進角させる場合には、通常のリタード燃焼時に比べて2回目の燃料噴射の噴射割合を相対的に小さくすると共に、2回目の燃料噴射の燃料噴射開始時期を相対的に遅角することを特徴とする筒内直接噴射式火花点火内燃機関。 A fuel injection valve for directly injecting fuel into the cylinder and an ignition plug are provided, and the injected fuel can be reflected by a cavity formed on the piston crown surface to form a stratified mixture near the ignition plug. A cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine that performs retarded combustion with the ignition timing set after compression top dead center when in operation,
When the retard combustion performs fuel injection twice during one combustion cycle, and as the fuel injected by the second fuel injection to reach the ignition plug in the ignition timing, the piston at a predetermined time prior to the timing from the ignition timing In a cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine that performs a second fuel injection toward a cavity formed on a crown surface and ignites in a state where a two-stage stratified mixture is formed around a spark plug in a combustion chamber,
When the ignition timing is relatively retarded to suppress rotational fluctuation during the retarded combustion, the injection ratio of the second fuel injection is made relatively larger than that during normal retarded combustion, and the second fuel injection is performed. Relatively advance the fuel injection start time of
When the ignition timing is relatively advanced in order to suppress rotational fluctuation during the retard combustion, the injection ratio of the second fuel injection is made relatively smaller than that during normal retard combustion, and the second fuel is injected. An in-cylinder direct injection type spark ignition internal combustion engine characterized by relatively retarding a fuel injection start timing of injection.
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