JP2959748B2 - Combustion control method for in-cylinder injection engine - Google Patents
Combustion control method for in-cylinder injection engineInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、気筒内に燃料を直接噴
射し、火花点火により燃焼させる筒内噴射エンジンの燃
焼制御方法に係わり、特に、希薄空燃比での燃焼制御性
を向上する筒内噴射エンジンの燃焼制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion control method for an in-cylinder injection engine in which fuel is directly injected into a cylinder and burned by spark ignition, and more particularly to a cylinder for improving combustion controllability at a lean air-fuel ratio. The present invention relates to a combustion control method for an internal injection engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、気筒内に燃料を直接噴射し、火
花点火により燃焼させる筒内噴射エンジンにおいては、
成層燃焼方式を採用するものが多い。この成層燃焼方式
では、圧縮行程後期に燃料を噴射し、燃料と空気との混
合気を成層化して点火プラグ付近の比較的濃い混合気に
着火させるようにしており、全体として大幅にリーンな
空燃比での運転が可能となり、低燃費化を実現すること
ができる。2. Description of the Related Art Generally, in a direct injection engine in which fuel is directly injected into a cylinder and burned by spark ignition,
Many employ a stratified combustion method. In this stratified combustion system, fuel is injected late in the compression stroke to stratify the air-fuel mixture of fuel and air to ignite a relatively rich air-fuel mixture near the spark plug. Driving at a fuel ratio becomes possible, and low fuel consumption can be realized.
【0003】しかしながら、成層燃焼方式での混合気の
形成は、インジェクタの噴射率、噴霧角度等の噴霧特性
によって大きな影響を受け、図18に示すように、噴霧
の拡散が過大になって末端ガスがリーン過ぎて未燃焼と
なる場合があり、未燃炭化水素(HC)の排出量増大を
招くおそれがある。また、図19に示すように、燃料噴
射量が多いと、初期燃焼が活発となって熱発生パターン
前半が大きめになり易く、前半に燃焼した既燃ガスが後
半に圧縮されて窒素酸化物(NOX)が発生しやすい傾
向にある。[0003] However, the formation of the air-fuel mixture in the stratified combustion system is greatly affected by the spray characteristics such as the injection rate of the injector and the spray angle, and as shown in FIG. May be unburned because it is too lean, leading to an increase in unburned hydrocarbon (HC) emissions. Also, as shown in FIG. 19, when the fuel injection amount is large, the initial combustion becomes active and the first half of the heat generation pattern tends to be large, and the burned gas burned in the first half is compressed in the second half, and the nitrogen oxide ( NOX) tends to occur.
【0004】さらに、成層燃焼方式では、熱効率が高く
排気ガスへの熱損失が低下すること、単位燃料当たりの
加熱空気量が多いこと等から、従来型エンジンと比較し
て排気ガス温度が大幅に低下し、特にアイドリングを含
めた低負荷領域では、従来型エンジンの排気ガス温度を
前提としてマッチングされた触媒の活性下限温度を下回
り、結果として排気ガス浄化性能が悪化してしまうとい
った事態が発生するおそれがある。Further, in the stratified combustion system, the exhaust gas temperature is significantly higher than that of the conventional engine due to the high thermal efficiency, the reduction of heat loss to exhaust gas, and the large amount of heated air per unit fuel. In particular, in a low load region including idling, the temperature falls below the lower limit temperature of the catalyst which is matched based on the exhaust gas temperature of the conventional engine, and as a result, the exhaust gas purification performance deteriorates. There is a risk.
【0005】この筒内噴射エンジンにおける排気ガス温
度低下の問題に対しては、特開平4−183922号公
報に、通常の燃料噴射に加えて膨張行程又は排気行程に
て2回目の燃料噴射を行って再点火することにより排気
ガス温度の上昇を図り、触媒を活性化させる技術が開示
されている。To solve the problem of the decrease in exhaust gas temperature in the direct injection engine, Japanese Patent Laid-Open No. 4-183922 discloses that a second fuel injection is performed in an expansion stroke or an exhaust stroke in addition to a normal fuel injection. A technique has been disclosed in which exhaust gas temperature is increased by re-ignition to activate a catalyst.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
先行技術においては、点火を1サイクルで2回行なう必
要があるため、点火エネルギーの消費が増大するばかり
でなく、通常の1回目の燃料噴射及び点火による主燃焼
が終了後、2回目の燃料を膨張行程又は排気行程にて再
噴射後、排気行程にて再点火を行なうため、1回目の主
燃焼と2回目の再燃焼との間隔があき、筒内ガスの温度
低下により点火栓近傍に着火可能な混合気を形成するこ
とが難しくなって2回目の点火で着火不良を生じる可能
性が高くなり、燃焼制御性が悪化する。However, in the above-mentioned prior art, since it is necessary to perform ignition twice in one cycle, not only the consumption of ignition energy is increased, but also the first fuel injection and the normal fuel injection are performed. After the main combustion by ignition is completed, the second fuel is re-injected in the expansion stroke or the exhaust stroke, and then re-ignition is performed in the exhaust stroke, so that there is an interval between the first main combustion and the second re-combustion. In addition, it is difficult to form an ignitable air-fuel mixture in the vicinity of the ignition plug due to a decrease in the temperature of the in-cylinder gas, so that the possibility of occurrence of ignition failure in the second ignition increases, and the combustion controllability deteriorates.
【0007】この場合、万一、2回目の噴射による燃料
が燃焼しないような異常事態が発生すると、生ガスが放
出されて触媒の耐久性が著しく低下するばかりでなく、
排気エミッションが大幅に悪化する可能性がある。[0007] In this case, if an abnormal situation occurs in which the fuel is not burned by the second injection, raw gas is released and the durability of the catalyst is remarkably reduced.
Exhaust emissions can be significantly worse.
【0008】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、希薄空燃比での燃焼制御性を向上させて混合気末端
の未燃焼領域をなくし、燃焼効率向上、排気エミッショ
ンの改善、排気ガス温度の上昇による触媒の早期活性化
と活性維持を図ることのできる筒内噴射エンジンの燃焼
制御方法を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and improves the combustion controllability at a lean air-fuel ratio, eliminates the unburned region at the end of the air-fuel mixture, improves combustion efficiency, improves exhaust emissions, and improves exhaust gas temperature. It is an object of the present invention to provide a method for controlling combustion in a direct injection engine, which can activate and maintain the catalyst at an early stage due to a rise in the temperature.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて主燃焼を行
うための主燃料の噴射量を定める主噴射量を設定すると
共に、この主燃料による既燃焼部からの火炎伝播によっ
て燃焼可能な量の補助燃料の噴射量を設定する手順と、
上記主噴射量による主燃料を、吸入行程或いは圧縮行程
において気筒内に噴射し、この主燃料を火花点火により
燃焼させる手順と、その後、上記主燃料の燃焼による膨
張行程中に上記噴射量による補助燃料をエンジン回転数
及びエンジン負荷に応じて少なくとも1回以上気筒内に
噴射し、既燃焼部からの火炎伝播によって未燃焼ガスを
燃焼させる手順とを備えたことを特徴とする。According to the first aspect of the present invention,
Main combustion is performed based on engine speed and engine load.
When setting the main injection amount that determines the injection amount of the main fuel for
In both cases, the flame spread from the burned part by the main fuel
Setting the amount of auxiliary fuel injection that can be burned by
The main fuel according to the main injection amount is supplied to the intake stroke or the compression stroke.
It was injected into the cylinder in this the procedure Ru main fuel is burned by spark ignition, then, the engine speed of the auxiliary fuel by the injection amount during the expansion stroke due to combustion of the main fuel
And injecting at least one or more the cylinder according to the engine load, characterized in that a procedure for burning the unburned gas by the flame propagation from the burned portion.
【0010】請求項2記載の発明は、エンジン回転数及
びエンジン負荷に基づいて主燃焼を行うための第1の燃
料の噴射量を定める第1噴射量を設定すると共に、既燃
焼部からの火炎伝播によって燃焼可能な量の第2の燃料
の噴射量を定める第2噴射量を設定する手順と、上記第
1噴射量による第1の燃料を、吸入行程或いは圧縮行程
において気筒内に噴射し、この第1の燃料を火花点火に
より燃焼させる手順と、その後、上記第1の燃料の燃焼
による膨張行程での燃焼後期であって既燃焼部からの火
炎伝播によって着火可能な時期に、上記第2噴射量によ
る第2の燃料を気筒内に噴射し、未燃焼ガスを燃焼させ
る手順とを備えたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, the engine speed and
Primary fuel for performing main combustion based on engine load
In addition to setting the first injection amount that determines the injection amount of fuel,
An amount of the second fuel that can be burned by the flame propagation from the burning part
Setting a second injection amount that determines the injection amount of
Injection stroke or compression stroke of the first fuel by one injection amount
Was injected into the cylinder in, ignitable and procedures for burning the first fuel by the spark ignition, then a burning late in the expansion stroke due to combustion of the first fuel by flame propagation from the burned portion Time, the second injection amount
The second fuel injected into the cylinder that is characterized that you and a procedure for burning unburned gas.
【0011】請求項3記載の発明は、エンジン回転数及
びエンジン負荷に基づいて主燃焼を行うための第1の燃
料の噴射量を定める第1噴射量を設定すると共に、既燃
焼部からの火炎伝播によって燃焼可能な量の第2,第3
の燃料の噴射量を定める第2噴射量,第3噴射量を設定
する手順と、上記第1噴射量による第1の燃料を、吸入
行程或いは圧縮行程において気筒内に噴射し、この第1
の燃料を火花点火により燃焼させる手順と、その後、上
記第1の燃料の燃焼による膨張行程での燃焼後期であっ
て既燃焼部からの火炎伝播によって着火可能な時期に、
上記第2噴射量による第2の燃料を気筒内に噴射し、再
燃焼させる手順と、上記膨張行程での上記第2の燃料に
よる再燃焼の燃焼後期に、既燃焼部からの火炎伝播によ
って着火可能な時期に、上記第3噴射量による第3の燃
料を気筒内に噴射し、未燃焼ガスを燃焼させる手順とを
備えたことを特徴とする。請求項4記載の発明は、エン
ジン運転状態がエンジン低負荷低回転領域の触媒の活性
化が困難な領域にあるか否かを判断する手順と、エンジ
ン運転状態が触媒の活性化が可能な領域にあるときに
は、1気筒1サイクル当たり1回の燃料噴射を選択し、
エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて運転状態に
応じた通常の1気筒1サイクル当たり1回の燃焼に見合
う量の燃料噴射量を設定して、該燃料噴射量の燃料を、
吸入行程或いは圧縮行程において気筒内に噴射させ、気
筒内に噴射された上記燃料による混合気に着火可能な時
期に点火を行う手順と、エンジン運転状態が触媒の活性
化が困難な領域にあるときには、1気筒1サイクル当た
り複数回の燃料噴射を選択し、上記燃料噴射量よりも少
量で且つ主燃焼を行うための主噴射量と、該主噴射量よ
りも少量で且つこの主噴射燃料による既燃焼部からの火
炎伝播によって燃焼可能な量の第2回目或いは第2回目
以降の噴射量とを、それぞれエンジン回転数及びエンジ
ン負荷に基づいて設定する手順と、触媒の活性化が困難
な領域にあるときには、上記主噴射量による燃料を吸入
行程或いは圧縮行程において気筒内に噴射させ、この主
噴射燃料による混合気に着火可能な時期に点火を行い、
その後、膨張行程での燃焼後期であって既燃焼部からの
火炎伝播によって着火可能な時期に、上記第2回目の噴
射量による燃料を噴射し、或いは第2回目以降の噴射量
による燃料を順次噴射する手順とを備えたことを特徴 と
する。 請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明にお
いて、上記複数回は3回以上であり、1気筒1サイクル
当たり複数回の燃料噴射が選択されたときには、上記通
常の燃料噴射量よりも少量で且つ主燃焼を行うための主
噴射量と、該主噴射量よりも少量で且つこの主噴射燃料
による既燃焼部からの火炎伝播によって燃焼可能な量の
第2回目及び第3回目以降の噴射量とを、それぞれエン
ジン回転数及びエンジン負荷に基づいて設定し、上記主
噴射燃料の燃焼による膨張行程での燃焼後期であって既
燃焼部からの火炎伝播によって着火可能な時期に、上記
第2回目の噴射量による燃料を噴射し、更に、同じ膨張
行程内で既燃焼部からの火炎伝播によって着火可能な時
期に第3回目以降の噴射量による燃料を順次噴射するこ
とを特徴とする。 請求項6記載の発明は、エンジン回転
数及びエンジン負荷に基づいて運転状態に応じた1気筒
1サイクル当たり1回の燃焼に見合う量の主噴射量を設
定する手順と、上記主噴射量の燃料を、吸入行程或いは
圧縮行程において気筒内に噴射させ、この主噴射燃料に
よる混合気に着火可能な時期に点火を行う手順と、エン
ジン運転状態がエンジン低負荷低回転領域の触媒の活性
化が困難な領域にあるか否かを判断する手順と、エンジ
ン運転状態が触媒の活性化が困難な領域にあるときに
は、1気筒1サイクル当たり2回の燃料噴射を選択し、
更に、上記主噴射燃料による既燃焼部からの火炎伝播に
よって燃焼可能な量の第2回目の噴射量を設定して、上
記主噴射燃料の燃焼による膨張行程での燃焼後期であっ
て既燃焼部からの火炎伝播によって着火可能な時期に、
上記第2回目の噴射量による燃料を噴射する手順とを備
えたことを特徴とする。 請求項7記載の発明は、エンジ
ン回転数及びエンジン負荷に基づいて運転状態に応じた
1気筒1サイクル当たり1回の燃焼に見合う量の主噴射
量を設定する手順と、上記主噴射量の燃料を、吸入行程
或いは圧縮行程において気筒内に噴射させ、この主噴射
燃料による混合気に着火可能な時期に点火を行う手順
と、エンジン運転状態がエンジン低負荷低回転領域の触
媒の活性化が困難な領域にあるか否かを判断する手順
と、エンジン運転状態が触媒の活性化が困難な領域にあ
るときには、エンジン運転状態に基づいて排気昇温の目
標値としての目標排気温度を設 定し、該目標排気温度を
所定温度と比較する手順と、上記目標排気温度が所定温
度以上のときには、1気筒1サイクル当たり2回の燃料
噴射を選択して、更に、上記主噴射燃料による既燃焼部
からの火炎伝播によって燃焼可能な量の第2回目の噴射
量を設定し、上記主噴射燃料の燃焼による膨張行程での
燃焼後期であって既燃焼部からの火炎伝播によって着火
可能な時期に、上記第2回目の噴射量による燃料を噴射
する手順と、上記目標排気温度が所定温度を下回るとき
には、点火時期の遅角補正を選択して、上記主噴射燃料
の噴射時期を遅角すると共に点火時期を遅角補正する手
順とを備えたことを特徴とする。 請求項8記載の発明
は、請求項7記載の発明において、1気筒1サイクル当
たり2回の燃料噴射が実行されているとき、或いは点火
時期の遅角補正が行われているときに、排気ガス温度を
検出し、該排気ガス温度を上記目標排気温度と比較する
手順と、1気筒1サイクル当たり2回の燃料噴射の実行
下において排気ガス温度が上記目標排気温度に達してい
ないときには、上記第2回目の噴射量を増量し、一方、
点火時期の遅角補正の実行下において排気ガス温度が目
標排気温度に達していないときには、上記主噴射燃料の
噴射時期及び点火時期を更に遅角補正する手順とを、更
に備えたことを特徴とする。 請求項9記載の発明は、エ
ンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて運転状態に応
じた1気筒1サイクル当たり1回の燃焼に見合う量の主
噴射量を設定する手順と、上記主噴射量の燃料を、吸入
行程或いは圧縮行程において気筒内に噴射させ、この主
噴射燃料による混合気に着火可能な時期に点火を行う手
順と、エンジン運転状態に基づいて排気昇温の目標値と
しての目標排気温度を設定する手順と、エンジン始動時
か通常運転時かを判断する手順と、エンジン始動時に
は、上記目標排気温度を第1の所定温度と比較してエン
ジン冷態始動か否かを判断する手順と、エンジン冷態始
動を除くエンジン始動時には、上記目標排気温度を上記
第1の所定温度よりも低い第2の所定温度と比較する手
順と、通常運転時には、上記目標排気温度に対し燃料消
費率を抑える上で3回噴射を行うべき実施条件にあるか
否かを判断する手順と、エンジン冷態始動時、或いは通
常運転時で3回噴射実施条件にあるときには、1気筒1
サイクル当たり3回の燃料噴射を選択して、更に、上記
主噴射燃料による既燃焼部からの火炎伝播によって燃焼
可能な量の第 2回目及び第3回目の噴射量を設定し、上
記主噴射燃料の燃焼による膨張行程での燃焼後期であっ
て既燃焼部からの火炎伝播によって着火可能な時期に、
上記第2回目の噴射量による燃料を噴射し、その後、同
じ膨張行程内で既燃焼部からの火炎伝播によって着火可
能な時期に第3回目の噴射量による燃料を噴射する手順
と、エンジン冷態始動を除くエンジン始動時で且つ目標
排気温度が第2の所定温度以上の時、或いは通常運転時
で3回噴射実施条件の非成立時には、1気筒1サイクル
当たり2回の燃料噴射を選択して、上記主噴射燃料によ
る既燃焼部からの火炎伝播によって燃焼可能な量の第2
回目の噴射量を設定し、上記主噴射燃料の燃焼による膨
張行程での燃焼後期であって既燃焼部からの火炎伝播に
よって着火可能な時期に、上記第2回目の噴射量による
燃料を噴射する手順と、エンジン冷態始動を除くエンジ
ン始動時で且つ目標排気温度が第2の所定温度を下回る
ときには、点火時期の遅角補正を選択して、上記主噴射
燃料の噴射時期を遅角すると共に点火時期を遅角補正す
る手順とを備えたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the engine speed and
Primary fuel for performing main combustion based on engine load
In addition to setting the first injection amount that determines the injection amount of fuel,
Second and third quantities that can be burned by flame propagation from the firing part
Set the second and third injection amounts to determine the fuel injection amount
And injecting the first fuel based on the first injection amount into the cylinder during the suction stroke or the compression stroke .
Of the procedure Ru is burned by spark ignition of the fuel, then the time can be ignited by flame propagation from a combustion late combusted portion of the expansion stroke due to combustion of the first fuel,
The second fuel by the second injection amount is injected into the cylinder, the procedure Ru is afterburning, the combustion late reburning according to the second fuel in the expansion stroke, the flame propagation from the burned portion the ignitable period, the third fuel by the third injection amount is injected into the cylinder, and a procedure for burning unburned gas
Characterized by comprising. The invention according to claim 4 is characterized in that
The activity of the catalyst when the engine operating condition is in the low engine load and low engine speed range
Procedures for determining whether an area is difficult to
When the operating condition is in the region where catalyst activation is possible
Selects one fuel injection per cylinder per cycle,
Operating state based on engine speed and engine load
1 combustion per cycle per normal cylinder
The amount of fuel injection is set, and the amount of fuel
Inject into the cylinder during the intake or compression stroke,
When it is possible to ignite the mixture by the above fuel injected into the cylinder
Of ignition during the period and the engine operating condition
When it is in the region where the shift is difficult,
Select multiple fuel injections and reduce the amount
And the main injection amount for performing main combustion, and the main injection amount
Fire from the burned part due to the main injection fuel
The second or second time the amount that can be burned by flame propagation
Subsequent injection amounts are referred to as engine speed and engine speed, respectively.
It is difficult to set based on the load and activate the catalyst
The main injection amount when
During the stroke or compression stroke, fuel is injected into the cylinder,
Ignition is performed when it is possible to ignite the air-fuel mixture
Then, in the later stage of combustion in the expansion stroke,
At the time when ignition is possible by flame propagation, the second injection
Inject fuel by the amount of injection, or the amount of injection after the second time
And characterized in that a procedure for sequentially injecting fuel by
I do. The invention described in claim 5 is the same as the invention described in claim 4.
And the plurality of times is three or more times, and one cycle per cylinder
When multiple fuel injections are selected per
The main fuel injection amount is smaller than the normal fuel injection amount.
The injection quantity and the main injection fuel which is smaller than the main injection quantity and which
Of the amount that can be burned by flame propagation from the burned part
The injection amounts for the second and third injections are
Set based on gin speed and engine load.
In the later stage of the expansion stroke due to the combustion of the injected fuel,
When ignition is possible due to flame propagation from the combustion section, the above
Inject the fuel according to the second injection amount, and further expand the same
When ignition is possible within the stroke due to flame propagation from the burned part
Fuel in the third and subsequent injection quantities during the
And features. The invention according to claim 6 is an engine rotation
One cylinder according to operating condition based on number and engine load
Set the amount of main injection appropriate for one combustion per cycle.
The main injection amount of fuel in the intake stroke or
During the compression stroke, fuel is injected into the cylinder,
The ignition at a time when the mixture can be ignited.
The activity of the catalyst when the engine operating condition is in the low engine load and low engine speed range
Procedures for determining whether an area is difficult to
When the operating condition is in the area where catalyst activation is difficult
Selects two fuel injections per cylinder per cycle,
Furthermore, the flame propagation from the burned part by the main injection fuel
Therefore, the second injection amount of the combustible amount is set, and
In the later stage of the expansion stroke due to the combustion of the main injection fuel,
At the time when ignition is possible by flame propagation from the burned part,
A procedure for injecting fuel according to the second injection amount.
It is characterized by. The invention according to claim 7 is an engine
Operating conditions based on engine speed and engine load.
Amount of main injection appropriate for one combustion cycle per cylinder
The procedure for setting the amount and the fuel for the main injection amount
Alternatively, the main injection is performed by injecting into the cylinder during the compression stroke.
Procedure to ignite when it is possible to ignite the fuel-air mixture
When the engine operating condition is
Procedure to determine whether the medium is in an area where activation is difficult
Engine operating conditions are in areas where catalyst activation is difficult.
The exhaust temperature rise based on the engine operating conditions.
The target exhaust temperature as target value to set, the target exhaust temperature
A procedure for comparing with the predetermined temperature,
Over two degrees, two fuels per cylinder per cycle
Injection is selected, and the burned part by the main injection fuel
Second injection of an amount that can be burned by flame propagation
Volume during the expansion stroke due to the combustion of the main injection fuel.
Ignition due to flame propagation from the burned part at the later stage of combustion
Inject fuel at the second injection amount when possible
And when the target exhaust temperature falls below a predetermined temperature.
Select the ignition timing retard correction and select the main injection fuel
To retard ignition timing and correct ignition timing
And a sequence. Claim 8
Corresponds to one cycle per cylinder in the invention of claim 7.
Or when two fuel injections are being performed or ignition
Exhaust gas temperature may be
Detect and compare the exhaust gas temperature with the target exhaust temperature
Procedure and execution of fuel injection twice per cylinder 1 cycle
If the exhaust gas temperature has not reached the target exhaust temperature
If not, the second injection amount is increased, while
Exhaust gas temperature can be monitored during ignition timing retard correction.
When the target exhaust temperature has not been reached,
Procedures for further retarding the injection timing and ignition timing
It is characterized by being prepared for. The invention according to claim 9 is
Adapts to operating conditions based on engine speed and engine load.
The amount of main fuel appropriate for one combustion per cylinder per cycle
Procedure for setting the injection amount, and injecting the fuel of the main injection amount
During the stroke or compression stroke, fuel is injected into the cylinder,
Hand that ignites when it is possible to ignite the fuel-air mixture
And the target value of the exhaust gas temperature rise based on the engine operating condition.
Procedure for setting the target exhaust gas temperature and starting the engine
Procedure to determine whether the engine is running
Compares the target exhaust temperature with a first predetermined temperature and
Jin cold start determination procedure and engine cold start
When starting the engine except for the
Hand for comparing with a second predetermined temperature lower than the first predetermined temperature
Normally, during normal operation, the fuel
Are the conditions for performing three injections in order to suppress the cost rate?
The procedure for determining whether or not the engine
When three injections are performed during normal operation, one cylinder, one cylinder
Select three fuel injections per cycle and
Combustion by flame propagation from burned part by main injection fuel
Set the possible second and third injection quantities,
In the later stage of the expansion stroke due to the combustion of the main injection fuel,
At the time when ignition is possible by flame propagation from the burned part,
Inject the fuel according to the second injection amount, and then
Can be ignited by flame propagation from the burned part within the same expansion stroke
Procedure for injecting fuel with the third injection amount at a time when it is practicable
And the target at the start of the engine except for the cold start of the engine
When the exhaust gas temperature is equal to or higher than the second predetermined temperature or during normal operation
When the three-time injection condition is not satisfied, one cylinder and one cycle
2 fuel injections per fuel,
Of the amount combustible by flame propagation from the burned part
Set the second injection amount, and expand
In the late stage of combustion in the stretching process, flame propagation from the burned part
Therefore, when ignition is possible, the second injection amount
Fuel injection procedure and engine except cold engine start
At startup and the target exhaust gas temperature falls below the second predetermined temperature
Sometimes, the ignition timing retard correction is selected and the main injection
Retard fuel injection timing and retard ignition timing
And a procedure for performing the above steps.
【0012】[0012]
【作用】請求項1記載の発明では、エンジン回転数及び
エンジン負荷に基づいて主燃焼を行うための主燃料の噴
射量を定める主噴射量を設定すると共に、この主燃料に
よる既燃焼部からの火炎伝播によって燃焼可能な量の補
助燃料の噴射量を設定する。そして、主噴射量による主
燃料を、吸入行程或いは圧縮行程において気筒内に噴射
し、この主燃料を火花点火により燃焼させ主燃焼を行わ
せる。その後、この主燃料の燃焼による膨張行程中に上
記噴射量による補助燃料をエンジン回転数及びエンジン
負荷に応じて少なくとも1回以上気筒内に噴射して、既
燃焼部からの火炎伝播によって未燃焼ガスを燃焼させ
る。According to the first aspect of the present invention, the engine speed and
Injection of main fuel for main combustion based on engine load
In addition to setting the main injection amount that determines the injection amount, this main fuel
Of the amount that can be burned by flame propagation from the burned part
Set the injection amount of auxiliary fuel. And the main injection amount
The fuel injection into the cylinder in the intake stroke or compression stroke
The main fuel is burned by spark ignition to perform main combustion.
Let Then, above by the combustion of the main fuel during the expansion stroke
Engine auxiliary fuel by serial injection amount speed and the engine
Inject into the cylinder at least once according to the load, and
The unburned gas is burned by the flame propagation from the burning part .
【0013】請求項2記載の発明では、エンジン回転数
及びエンジン負荷に基づいて主燃焼を行うための第1の
燃料の噴射量を定める第1噴射量を設定すると共に、こ
の第1の燃料による既燃焼部からの火炎伝播によって燃
焼可能な量の第2の燃料の噴射量を定める第2噴射量を
設定する。そして、上記第1噴射量による第1の燃料
を、吸入行程或いは圧縮行程において気筒内に噴射し、
この第1の燃料を火花点火により燃焼させ主燃焼を行わ
せる。その後、この第1の燃料の燃焼による膨張行程で
の燃焼後期であって既燃焼部からの火炎伝播によって着
火可能な時期に、上記第2噴射量による第2の燃料を気
筒内に噴射して、未燃焼ガスを燃焼させる。According to the second aspect of the present invention, the engine speed
And a first for performing main combustion based on engine load.
Set the first injection quantity that determines the fuel injection quantity, and
By the propagation of flame from the burned part by the first fuel
The second injection amount that determines the amount of the second fuel that can be burned is
Set. Then, the first fuel based on the first injection amount
And injected into the cylinder in the intake stroke or compression stroke,
The first fuel is burned Ri by the spark ignition takes place the main combustion
Let Then, in the expansion stroke due to the combustion of the first fuel ,
In the later stage of combustion of the
At the time when a fire is possible, the second fuel based on the second injection amount is injected into the cylinder to burn unburned gas.
【0014】請求項3記載の発明では、エンジン回転数
及びエンジン負荷に基づいて主燃焼を行うための第1の
燃料の噴射量を定める第1噴射量を設定すると共に、既
燃焼部からの火炎伝播によって燃焼可能な量の第2,第
3の燃料の噴射量を定める第2噴射量,第3噴射量を設
定する。そして、上記第1噴射量による第1の燃料を、
吸入行程或いは圧縮行程において気筒内に噴射し、この
第1の燃料を火花点火により燃焼させ主燃焼を行わせ
る。その後、この第1の燃料の燃焼による膨張行程での
燃焼後期であって既燃焼部からの火炎伝播によって着火
可能な時期に、上記第2噴射量による第2の燃料を気筒
内に噴射して再燃焼させる。更に、この膨張行程での上
記第2の燃料による再燃焼の燃焼後期に、既燃焼部から
の火炎伝播によって着火可能な時期に、上記第3噴射量
による第3の燃料を気筒内に噴射して、未燃焼ガスを燃
焼させる。請求項4記載の発明では、エンジン運転状態
がエンジン低負荷低回転領域の触媒の活性化が困難な領
域にあるか否かを判断し、エンジン運転状態が触媒の活
性化が可能な領域にあるときには、1気筒1サイクル当
たり1回の燃料噴射を選択する。そして、エンジン回転
数及びエンジン負荷に基づいて運転状態に応じた通常の
1気筒1サイクル当たり1回の燃焼に見合う量の燃料噴
射量を設定して、この噴射量の燃料を吸入行程或いは圧
縮行程において気筒内に噴射させ、この噴射燃料による
混合気に着火可能な時期に、点火を行わせる。一方、エ
ンジン運転状態が触媒の活性化が困難な領域にあるとき
には、1気筒1サイクル当たり複数回の燃料噴射を選択
する。そして、このときには、上記燃料噴射量よりも少
量で且つ主燃焼を行うための主噴射量と、該主噴射量よ
りも少量で且つこの主噴射燃料による既燃焼部からの火
炎伝播によって燃焼可能な量の第2回目或いは第2回目
以降の噴射量とを、それぞれエンジン運転状態に基づい
て設定する。そして、上記主噴射量による燃料を吸入行
程或いは圧縮行程において気筒内に噴射させ、この主噴
射燃料による混合気に着火可能な時期に点火を行い、そ
の後、膨張行程での燃焼後期であって既燃焼部からの火
炎伝播によって着火可能な時期に、上記第2回目の噴射
量による燃料を噴射し、或いは第2回目以降の噴射量に
よる燃料を順次噴射させる。 その際、請求項5記載の発
明では、上記複数回は3回以上であり、エンジン運転状
態が触媒の活性化が困難な領域にあり、1気筒1サイク
ル当たり複数回の燃料噴射が選択されたときには、1気
筒1サイクル当たり1回噴射時の燃料噴射量よりも少量
で且つ主燃焼を行うための主噴射量と、この主噴射量よ
りも少量で且つこの主噴射燃料による既燃焼部からの火
炎伝播によって燃焼可能な量の第2回目及び第3回目以
降の噴射量とを、それぞれエンジン状態に基づいて設定
する。そして、上記主噴射燃料の燃焼による膨張行程で
の燃焼後期であって既燃焼部からの火炎伝播によって着
火可能な時期に、上記第2回目の噴射量による燃料を噴
射し、更に、同じ膨張行程内で既燃焼部からの火炎伝播
によって着火可能な時期に第3回目以降の噴射量による
燃料を順次噴射させる。 請求項6記載の発明では、エン
ジン回転数及びエンジン負荷に基づいて運転状態に応じ
た1気筒1サイクル当たり1回の燃焼に見合う量の主噴
射量を設定して、この主噴射量の燃料を、吸入行程或い
は圧縮行程において気筒内に噴射させ、この主噴射燃料
による混合気に着火可能な時期に、点火を行わせる。ま
た、エンジン運転状態がエンジン低負荷低回転領域の触
媒の活性化が困難な領域にあるか否かを判断する。そし
て、エンジン運転状態が触媒の活性化が困難な領域にあ
るときには、1気筒1サイクル当たり2回の燃料噴射を
選択し、更に、上記主噴射燃料による既燃焼部からの火
炎伝播によって燃焼可能な量の第2回目の噴射量を設定
して、主噴射燃料の燃焼による膨張行程での燃焼後期で
あって既燃焼部からの火炎伝播によって着火可能な時期
に、上記第2回目の噴射量による燃料を噴射させる。 請
求項7記載の発明では、エンジン回転数及びエンジン負
荷に基づいて運転状態に応じた1気筒1サイクル当たり
1回の燃焼に見合う量の主噴射量を設定して、この主噴
射量の燃料を、吸入行程或いは圧縮行程において気筒内
に噴射させ、この主噴射燃料による混合気に着火可能な
時期に、点火を行わせる。また、エンジン運転状態がエ
ンジン低負荷低回転領域の触媒の活性化が困難な領域に
あるか否かを判断する。そして、エンジン運転状態が触
媒の活性化が困難な領域にあるときには、エンジン運転
状態に基づいて排気昇温の目標値としての目標排気温度
を設定し、該目標排気温度を所定温度と比較する。そし
て、目標排気温度が所定 温度以上のときには、1気筒1
サイクル当たり2回の燃料噴射を選択して、更に、上記
主噴射燃料による既燃焼部からの火炎伝播によって燃焼
可能な量の第2回目の噴射量を設定し、上記主噴射燃料
の燃焼による膨張行程での燃焼後期であって既燃焼部か
らの火炎伝播によって着火可能な時期に、上記第2回目
の噴射量による燃料を噴射させる。一方、目標排気温度
が所定温度を下回るときには、点火時期の遅角補正を選
択して、上記主噴射燃料の噴射時期を遅角すると共に点
火時期を遅角補正する。 その際、請求項8記載の発明で
は、1気筒1サイクル当たり2回の燃料噴射が実行され
ているとき、或いは点火時期の遅角補正が行われている
ときに、排気ガス温度を検出し、該排気ガス温度を上記
目標排気温度と比較する。そして、1気筒1サイクル当
たり2回の燃料噴射の実行下において排気ガス温度が上
記目標排気温度に達していないときには、第2回目の噴
射量を増量する。一方、点火時期の遅角補正の実行下に
おいて排気ガス温度が目標排気温度に達していないとき
には、上記主噴射燃料の噴射時期及び点火時期を更に遅
角補正する。 請求項9記載の発明では、エンジン回転数
及びエンジン負荷に基づいて運転状態に応じた1気筒1
サイクル当たり1回の燃焼に見合う量の主噴射量を設定
して、この主噴射量の燃料を、吸入行程或いは圧縮行程
において気筒内に噴射させ、この主噴射燃料による混合
気に着火可能な時期に、点火を行わせる。また、エンジ
ン運転状態に基づいて排気昇温の目標値としての目標排
気温度を設定すると共に、エンジン始動時か通常運転時
かを判断する。そして、エンジン始動時には、上記目標
排気温度を第1の所定温度と比較してエンジン冷態始動
か否かを判断し、エンジン冷態始動を除くエンジン始動
時には、更に、上記目標排気温度を上記第1の所定温度
よりも低い第2の所定温度と比較する。一方、通常運転
時には、上記目標排気温度に対し燃料消費率を抑える上
で3回噴射を行うべき実施条件にあるか否かを判断す
る。これらの判断の結果、エンジン冷態始動時、或いは
通常運転時で3回噴射実施条件にあるときには、1気筒
1サイクル当たり3回の燃料噴射を選択して、更に、上
記主噴射燃料による既燃焼部からの火炎伝播によって燃
焼可能な量の第2回目及び第3回目の噴射量を設定し、
上記主噴射燃料の燃焼による膨張行程での燃焼後期であ
って既燃焼部からの火炎伝播によって着火可能 な時期
に、上記第2回目の噴射量による燃料を噴射し、その
後、同じ膨張行程内で既燃焼部からの火炎伝播によって
着火可能な時期に第3回目の噴射量による燃料を噴射さ
せる。また、エンジン冷態始動を除くエンジン始動時で
且つ目標排気温度が第2の所定温度以上の時、或いは通
常運転時で3回噴射実施条件の非成立時には、1気筒1
サイクル当たり2回の燃料噴射を選択して、上記主噴射
燃料による既燃焼部からの火炎伝播によって燃焼可能な
量の第2回目の噴射量を設定し、上記主噴射燃料の燃焼
による膨張行程での燃焼後期であって既燃焼部からの火
炎伝播によって着火可能な時期に、上記第2回目の噴射
量による燃料を噴射させる。一方、エンジン冷態始動を
除くエンジン始動時で且つ目標排気温度が第2の所定温
度を下回るときには、点火時期の遅角補正を選択して、
上記主噴射燃料の噴射時期を遅角すると共に点火時期を
遅角補正する。 According to the third aspect of the present invention, the engine speed
And a first for performing main combustion based on engine load.
Set the first injection amount that determines the fuel injection amount, and
The second and third quantities that can be burned by flame propagation from the combustion section
The second injection amount and the third injection amount that determine the fuel injection amount of No. 3 are set.
Set. Then, the first fuel based on the first injection amount is
It was injected into the cylinder in the intake stroke or compression stroke, the <br/> first fuel to perform the main combustion is combusted Ri by the spark ignition
You. Then, in the expansion stroke due to the combustion of the first fuel ,
Ignition due to flame propagation from the burned part at the later stage of combustion
At a possible time, the second fuel based on the second injection amount is injected into the cylinder and re-burned. In addition, during this expansion stroke
Combustion late reburning by serial second fuel, the burnt portion
The third injection quantity at a time when ignition is possible by the flame propagation
The third fuel by then injected into the cylinder, combusting the unburned gases. According to the invention described in claim 4, the engine operating state
Has difficulty in activating the catalyst in the low engine speed and low speed range.
The engine operating condition is determined to be within the
When the engine is in the region where
Or select one fuel injection. And the engine rotation
Normal according to operating conditions based on the number and engine load
Fuel injection amount appropriate for one combustion per cylinder per cycle
Set the injection amount, and then inject the fuel of this injection amount into the suction stroke or pressure.
Injection into the cylinder during the contraction stroke
The ignition is performed when the mixture can be ignited. On the other hand,
When the engine operation is in the area where catalyst activation is difficult
Select multiple fuel injections per cycle per cylinder
I do. At this time, the fuel injection amount is smaller than the above-described fuel injection amount.
And the main injection amount for performing main combustion, and the main injection amount
Fire from the burned part due to the main injection fuel
The second or second time the amount that can be burned by flame propagation
Subsequent injection amounts are based on the engine operating conditions.
To set. Then, the fuel based on the main injection amount is sucked in.
Injection into the cylinder during the compression stroke or the compression stroke.
Ignition is performed when it is possible to ignite the mixture
After the later stage of combustion in the expansion stroke,
At the time when ignition is possible by flame propagation, the second injection
Inject the fuel by the amount, or to the injection amount for the second and subsequent injections
And then sequentially inject fuel. At this time, the invention described in claim 5
In the light, the above-mentioned plural times are three or more times,
State is in the area where catalyst activation is difficult and one cylinder, one cycle
When multiple fuel injections are selected per fuel,
Smaller than the fuel injection amount for one injection per cylinder cycle
And the main injection amount for performing main combustion, and the main injection amount
Fire from the burned part due to the main injection fuel
2nd and 3rd and subsequent times of the amount that can be burned by flame propagation
Set the descending injection amount based on the engine state
I do. In the expansion stroke due to the combustion of the main injection fuel,
In the later stage of combustion of the
When the fire is possible, inject fuel with the second injection amount
Fire, and flame propagation from the burned part within the same expansion stroke
Depending on the amount of injection from the third time on when ignition is possible
Inject fuel sequentially. According to the sixth aspect of the present invention,
Depending on operating conditions based on gin speed and engine load
The amount of main injection corresponding to one combustion per cylinder
By setting the injection amount, the fuel of this main injection amount is
Is injected into the cylinder during the compression stroke.
The ignition is performed at a time when the air-fuel mixture can be ignited. Ma
In addition, when the engine operating condition is
It is determined whether the medium is in an area where activation of the medium is difficult. Soshi
The engine operating condition is in an area where catalyst activation is difficult.
Fuel injection twice per cylinder per cycle
Selected and further fired from the burned part by the main injected fuel
Set the second injection amount that can be burned by flame propagation
In the later stage of combustion in the expansion stroke due to the combustion of the main injection fuel
When can be ignited by flame propagation from the burned part
Then, the fuel is injected by the second injection amount. Contract
According to the invention as set forth in claim 7, the engine speed and the engine load are reduced.
Per cylinder per cycle depending on operating conditions based on load
The main injection amount is set to an amount appropriate for one combustion, and
Injection of fuel into the cylinder during the intake or compression strokes.
To ignite the mixture by the main injection fuel
At the time, the ignition is performed. Also, if the engine
In areas where engine activation is difficult in low-load low-rotation range engines
It is determined whether or not there is. Then, the engine operation status
When the engine is in an area where activation of the medium is difficult,
Target exhaust temperature as target value of exhaust temperature rise based on state
Is set, and the target exhaust temperature is compared with a predetermined temperature. Soshi
When the target exhaust temperature is equal to or higher than a predetermined temperature,
Choose two fuel injections per cycle and
Combustion by flame propagation from burned part by main injection fuel
Set the possible second injection quantity and set the main injection fuel
Late combustion in the expansion stroke due to combustion
During the time when ignition is possible due to the flame propagation,
The fuel is injected according to the injection amount. On the other hand, the target exhaust temperature
If the temperature falls below the predetermined temperature, select the ignition timing retard correction.
To delay the injection timing of the main injection fuel and
The ignition timing is corrected for retard. At that time, the invention described in claim 8
Means that two fuel injections are performed per cylinder per cycle
Or the ignition timing is being retarded
When detecting the exhaust gas temperature, the exhaust gas temperature
Compare with target exhaust temperature. And one cylinder per cycle
The exhaust gas temperature rises during the execution of two fuel injections
If the target exhaust temperature has not been reached, the second injection
Increase the firing rate. On the other hand, under the execution of the ignition timing retard correction,
The exhaust gas temperature has not reached the target exhaust temperature
In this case, the injection timing and ignition timing of the main injection fuel are further delayed.
Correct the angle. According to the ninth aspect, the engine speed
And one cylinder 1 according to the operating state based on the engine load
Set the amount of main injection appropriate for one combustion per cycle
Then, the fuel of this main injection amount is supplied to the intake stroke or the compression stroke.
The fuel is injected into the cylinder at
Ignition is performed when it is possible to ignite. Also, engine
Target exhaust temperature as a target value
Set the air temperature and start the engine or normal operation
Judge. When starting the engine,
Engine cold start by comparing exhaust temperature with first predetermined temperature
Engine start except cold start
In some cases, the target exhaust temperature is further reduced to the first predetermined temperature.
Compare with a lower second predetermined temperature. On the other hand, normal operation
In some cases, the fuel consumption rate must be kept below the target exhaust temperature.
To judge whether it is in the condition to perform three injections
You. As a result of these judgments, when the engine is cold started, or
When three injections are performed during normal operation, one cylinder
Select three fuel injections per cycle and
Combustion by flame propagation from the burned part by main injection fuel
Set the second and third injection amount of bakeable amount,
In the latter stage of combustion in the expansion stroke due to the combustion of the main injection fuel.
Time that can be ignited by flame propagation from the burned part I
, The fuel is injected by the second injection amount,
Later, in the same expansion stroke, by flame propagation from the burned part
When the fuel can be ignited, the fuel is injected by the third injection amount.
Let Also, when starting the engine except for cold engine start
And when the target exhaust temperature is equal to or higher than the second predetermined temperature,
In normal operation, when the condition for performing three injections is not satisfied, one cylinder 1
Select two fuel injections per cycle and select the main injection
Combustible by flame propagation from burned part by fuel
The second injection amount is set, and the combustion of the main injection fuel is performed.
In the later stage of combustion in the expansion stroke due to
At the time when ignition is possible by flame propagation, the second injection
Inject fuel by volume. On the other hand,
Excluding when the engine is started and the target exhaust temperature is the second predetermined temperature
When the temperature falls below the degree, select the ignition timing retard correction,
The ignition timing is retarded while the injection timing of the main injection fuel is retarded.
Correct the retard angle.
【0015】[0015]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1〜図8は本発明の第1実施例に係り、図1は
燃料噴射設定ルーチンのフローチャート、図2はエンジ
ン制御系の概略構成図、図3は電子制御ユニットの機能
ブロック図、図4は2回噴射による燃焼過程を模式的に
示す説明図、図5は2回噴射による熱発生パターン発生
とNOX発生との関係を模式的に示す説明図、図6は2
回噴射実施条件の説明図、図7は燃料噴射及び点火のタ
イミングチャート、図8は排気ガス温度と燃費率との関
係を示す説明図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 8 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a flowchart of a fuel injection setting routine, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an engine control system, FIG. 3 is a functional block diagram of an electronic control unit, and FIG. FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a combustion process by two injections, FIG. 5 is an explanatory view schematically showing the relationship between heat generation pattern generation and NOX generation by two injections, and FIG.
FIG. 7 is an explanatory view of the conditions for performing the round injection, FIG. 7 is a timing chart of the fuel injection and ignition, and FIG.
【0016】図2において、符号1は、気筒内に燃料を
直接噴射し、火花点火により混合気を燃焼させる筒内噴
射エンジンであり、このエンジン1の吸気系に、スロッ
トルバルブを内設したスロットルボディ2が介装され、
このスロットルボディ2の上流側にエアフローメータ3
を介してエアクリーナ4が取付けられている。一方、上
記エンジン1の排気系には、排気ガスを浄化する触媒5
が介装され、この触媒5の下流側にマフラ6が取付けら
れている。In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an in-cylinder injection engine for directly injecting fuel into a cylinder and burning an air-fuel mixture by spark ignition, and a throttle valve having a throttle valve provided in an intake system of the engine 1. Body 2 is interposed,
An air flow meter 3 is provided upstream of the throttle body 2.
The air cleaner 4 is attached via the air cleaner. On the other hand, the exhaust system of the engine 1 has a catalyst 5 for purifying exhaust gas.
The muffler 6 is attached downstream of the catalyst 5.
【0017】上記エンジン1の燃焼室には、高圧燃料を
直接噴射するためのインジェクタ7と点火プラグ8が臨
まされている。上記インジェクタ7及び上記点火プラグ
8は、成層燃焼に適するよう、上記インジェクタ7から
噴射される燃料によって上記点火プラグ8の火花放電部
周辺に比較的濃い混合気が形成されるような位置関係に
配設されている。An injector 7 for directly injecting high-pressure fuel and a spark plug 8 face the combustion chamber of the engine 1. The injector 7 and the spark plug 8 are arranged in a positional relationship such that a relatively rich mixture is formed around the spark discharge portion of the spark plug 8 by the fuel injected from the injector 7 so as to be suitable for stratified combustion. Has been established.
【0018】また、上記点火プラグ8は、点火コイル1
0の二次巻線側に接続され、この点火コイル10の一次
巻線側に、エンジン制御用の電子制御ユニット(EC
U)20によって駆動制御されるイグナイタ11が接続
されている。The ignition plug 8 is connected to the ignition coil 1.
0 is connected to the secondary winding of the ignition coil 10 and an electronic control unit (EC
U) An igniter 11 driven and controlled by 20 is connected.
【0019】上記ECU20は、主演算装置であるCP
U21、制御プログラムや各種マップ類等の固定データ
が記憶されているROM22、各センサ類からの信号を
処理した後のデータや上記CPU21で演算処理したデ
ータが格納されるRAM23、エンジン状態を検出する
各種センサ類からの信号を入力する入力インターフェー
ス24、及び、上記CPU21からの制御信号を各種ア
クチュエータ類へ出力する出力インターフェース25が
バスライン26を介して互いに接続されるマイクロコン
ピュータを中核として構成されている。The ECU 20 includes a main processing unit CP
U21, a ROM 22 storing fixed data such as control programs and various maps, a RAM 23 storing data obtained by processing signals from the sensors and data processed by the CPU 21, and detecting an engine state. An input interface 24 for inputting signals from various sensors and an output interface 25 for outputting a control signal from the CPU 21 to various actuators are configured with a microcomputer connected to each other via a bus line 26 as a core. I have.
【0020】上記入力インターフェース24には、上記
エアフローメータ3、上記スロットルボディ2に設けら
れたスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度
センサ12、上記エンジン1のクランク角を検出するク
ランク角センサ13、燃料噴射及び点火対象気筒を判別
するための気筒判別センサ14、上記エンジン1の冷却
水温を検出する水温センサ15、上記触媒5直前の排気
ガス温度を検出する排気温センサ16等が接続されてい
る。The input interface 24 includes the air flow meter 3, the throttle opening sensor 12 for detecting the opening of a throttle valve provided on the throttle body 2, and the crank angle sensor 13 for detecting the crank angle of the engine 1. A cylinder discriminating sensor 14 for discriminating a fuel injection and ignition target cylinder, a water temperature sensor 15 for detecting a cooling water temperature of the engine 1, an exhaust temperature sensor 16 for detecting an exhaust gas temperature immediately before the catalyst 5, and the like are connected. I have.
【0021】一方、上記出力インターフェース25に
は、上記イグナイタ11が接続されるとともに、上記ス
ロットルボディ2に設けられた吸気絞りアクチュエータ
17や上記インジェクタ7が駆動回路29,30を介し
て接続されている。On the other hand, the igniter 11 is connected to the output interface 25, and the intake throttle actuator 17 and the injector 7 provided on the throttle body 2 are connected via drive circuits 29 and 30. .
【0022】上記CPU21では、上記ROM22に記
憶されている制御プログラムに従い、上記RAM23に
格納した各種データに基づいて燃料噴射量や点火時期等
の各種制御量を演算し、対応する信号を上記インジェク
タ7、上記イグナイタ11等に出力してエンジン1の燃
焼状態を最適な状態に維持する。The CPU 21 calculates various control amounts such as a fuel injection amount and an ignition timing based on various data stored in the RAM 23 in accordance with a control program stored in the ROM 22, and outputs corresponding signals to the injector 7. To the igniter 11 and the like to maintain the combustion state of the engine 1 in an optimum state.
【0023】このエンジン1の燃焼制御においては、1
サイクル当たり1回の燃料噴射及び点火を行う通常の燃
焼制御、すなわち、吸入行程あるいは圧縮行程でインジ
ェクタ7から気筒内へ燃料を1回噴射し、この燃料によ
る混合気を点火プラグ8からの火花放電により着火して
燃焼させる通常の燃焼制御に対し、所定の運転条件下で
は、吸入行程あるいは圧縮行程で気筒内へ噴射する最初
の主燃料を火花放電によって着火して燃焼させた後、こ
の主燃料の燃焼による膨張行程中に補助燃料を少なくと
も1回以上気筒内に噴射し、既燃焼部からの火炎伝幡に
よって未燃焼ガスを燃焼させるようにしている。In the combustion control of the engine 1, 1
Normal combustion control in which fuel injection and ignition are performed once per cycle, that is, fuel is injected once from an injector 7 into a cylinder in an intake stroke or a compression stroke, and a mixture of the fuel is discharged from a spark plug 8 from a spark plug 8. Under normal operating conditions, the first main fuel injected into a cylinder in a suction stroke or a compression stroke is ignited by spark discharge and burned under a predetermined operating condition. The auxiliary fuel is injected into the cylinder at least once during the expansion stroke due to the combustion of, and the unburned gas is burned by the flame propagation from the burned portion.
【0024】例えば、1サイクル当たり2回の燃料噴射
を行う場合には、主燃料としての第1の燃料を火花点火
で燃焼させ、この第1の燃料の燃焼による膨張行程での
燃焼後期に、補助燃料としての第2の燃料を、再点火す
ることなく既燃焼部からの火炎伝幡によって着火可能な
タイミングで気筒内に噴射する。また、1サイクル当た
り3回の燃料噴射を行う場合には、上記第2の燃料によ
る再燃焼の燃焼後期に、補助燃料としての第3の燃料
を、同様に再点火することなく既燃焼部からの火炎伝幡
によって着火可能なタイミングで気筒内に噴射する。For example, when performing two fuel injections per cycle, the first fuel as the main fuel is burned by spark ignition, and in the later stage of the expansion stroke due to the combustion of the first fuel, The second fuel as the auxiliary fuel is injected into the cylinder at a timing at which it can be ignited by flame propagation from the burned portion without re-ignition. In the case of performing three fuel injections per cycle, the third fuel as the auxiliary fuel is similarly discharged from the already burned portion without re-ignition in the later stage of the reburning with the second fuel. The fuel is injected into the cylinder at the timing when it can be ignited by the flame transmission.
【0025】すなわち、前述したように、通常の1回の
噴射の場合には、噴霧の拡散という観点からみると比較
的噴射量が多く、噴霧の拡散が過大になって末端ガスが
リーン過ぎる場合があり(図18参照)、また、通常の
1回目の燃料噴射量が多いと初期燃焼の熱発生パターン
が大きめで、窒素酸化物(NOX)が発生しやすい傾向
にある(図19参照)。That is, as described above, in the case of a normal one-shot injection, the injection amount is relatively large from the viewpoint of the spray diffusion, and the spray diffusion becomes excessive and the terminal gas is too lean. (See FIG. 18), and when the first fuel injection amount is large, the heat generation pattern of the initial combustion is large, and nitrogen oxide (NOX) tends to be generated (see FIG. 19).
【0026】このため、通常の燃焼制御では燃料噴霧の
拡散が過大となって末端ガスがリーン過ぎて未燃焼部分
が多く発生すると予想される場合には、火花放電によっ
て燃焼させる最初の主燃料の噴射量を若干少なくし、し
かる後、第1の主燃料による膨張行程の燃焼後期に第2
の燃料を気筒内に噴射して再燃焼させ、さらに、条件に
応じ、第3,第4,…の燃料を膨張行程内で噴射する。For this reason, in the normal combustion control, if the diffusion of the fuel spray is excessive and the end gas is expected to be too lean and many unburned parts are expected to be generated, the first main fuel to be burned by spark discharge is generated. The injection amount is slightly reduced, and then the second injection is performed in the later stage of the expansion stroke using the first main fuel.
Is injected into the cylinder to re-burn, and further, the third, fourth,... Fuel is injected within the expansion stroke according to the conditions.
【0027】これにより、図4に示すように、第1の燃
料による主燃焼で燃焼不能な希薄空燃比の混合気末端の
未燃焼領域を少なくし、さらに、第2の燃料(あるい
は、第3,第4,…の燃料)による再燃焼で燃焼室壁面
のクウェンチ層や、ピストン及びピストンリングとシリ
ンダ壁面との間に形成されたクレビス部に残留する未燃
ガスを再燃焼させるとともに、図5に示すように、前半
の熱発生を抑えてNOXの生成を抑制することができ、
燃焼性を向上することができる。すなわち、燃焼効率が
向上し、膨張行程における燃焼後期のガス温度を上昇さ
せて触媒5の活性化を維持することができる。[0027] Thus, as shown in FIG. 4, first by to the main combustion at rather low unburned area of the air-fuel mixture ends of the combustion non lean air-fuel ratio the fuel, further second fuel (or first (3rd, 4th,... Fuel) reburns the unburned gas remaining in the quench layer on the combustion chamber wall surface and the clevis formed between the piston and the piston ring and the cylinder wall surface. As shown in FIG. 5, NOx generation can be suppressed by suppressing heat generation in the first half,
Combustibility can be improved. That is, the combustion efficiency is improved, and the gas temperature at the latter stage of the combustion in the expansion stroke can be increased to maintain the activation of the catalyst 5.
【0028】以上の燃焼制御を実現するための上記EC
U20の機能構成は、図3に示され、エンジン回転数算
出部51、クランク位置検出部52、運転条件検出部5
3、噴射条件判定部54、燃料噴射量設定部55、燃料
噴射時期設定部56、点火時期設定部57、燃料噴射タ
イミング設定部58、点火タイミング設定部59、駆動
部60,61によって燃焼制御機能が実現される。The above EC for realizing the above combustion control
The functional configuration of U20 is shown in FIG. 3 and includes an engine speed calculating unit 51, a crank position detecting unit 52, and an operating condition detecting unit 5.
3, a combustion control function by an injection condition determining unit 54, a fuel injection amount setting unit 55, a fuel injection timing setting unit 56, an ignition timing setting unit 57, a fuel injection timing setting unit 58, an ignition timing setting unit 59, and driving units 60 and 61. Is realized.
【0029】エンジン回転数算出部51では、クランク
角センサ13からの信号に基いてエンジン回転数Nを算
出し、クランク位置検出部52では、クランク角センサ
13からの信号と気筒判別センサ14からの信号とに基
づいて、各気筒のクランク角を検出する。An engine speed calculating section 51 calculates an engine speed N based on a signal from the crank angle sensor 13, and a crank position detecting section 52 outputs a signal from the crank angle sensor 13 and a signal from the cylinder discriminating sensor 14. The crank angle of each cylinder is detected based on the signals.
【0030】運転条件検出部53では、エンジン負荷を
検出し、このエンジン負荷に応じ、圧縮行程後期の点火
直前に燃料噴射を終了し、点火プラグ8の火花放電部周
辺の混合気に点火して着火した火種により燃焼室内の希
薄な混合気に火炎伝幡させる成層燃焼とするか、あるい
は、吸気行程の早い時期に燃料を噴射し、筒内で均一に
混合した後に点火して燃焼させる均一燃焼とするかを決
定する。エンジン負荷としては、例えば、エアフローメ
ータ3からの信号によって得られる吸入空気量Qと上記
エンジン回転数算出部51からのエンジン回転数Nとか
ら算出される基本燃料噴射量Tp(Tp=K×Q/N;K
はインジェクタ7による補正係数)を採用する。The operating condition detecting section 53 detects the engine load, terminates the fuel injection immediately before the ignition in the latter stage of the compression stroke, and ignites the air-fuel mixture around the spark discharge section of the spark plug 8 according to the engine load. Either stratified combustion in which a lean mixture in the combustion chamber is propagated by the ignited fire, or fuel is injected early in the intake stroke, uniformly mixed in the cylinder, and then ignited and burned Is determined. As the engine load, for example, a basic fuel injection amount Tp (Tp = K × Q) calculated from the intake air amount Q obtained from a signal from the air flow meter 3 and the engine speed N from the engine speed calculation unit 51. / N; K
Adopts a correction coefficient by the injector 7).
【0031】噴射条件判定部54では、現在の運転状態
が複数回の燃料噴射が必要か否かを判定し、その判定結
果に応じて、燃料噴射量設定部55及び燃料噴射時期設
定部56への指示出力を行なう。The injection condition determination unit 54 determines whether the current operating state requires a plurality of fuel injections, and sends the fuel injection amount setting unit 55 and the fuel injection timing setting unit 56 according to the determination result. Is output.
【0032】具体的には、図6に示すように、エンジン
回転数Nとエンジン負荷としての基本燃料噴射量Tpと
によって定まる運転領域に対し、1回目の燃料噴射によ
る主燃焼のみでは排気ガス温度が低く、触媒5の活性化
が困難な領域(例えば、成層燃焼の低回転・低負荷領
域)を予め実験的に特定してROM22のマップに格納
しておき、このマップを参照することにより、現在の運
転領域が2回噴射実施領域内にある条件を満足するか否
かを判断し、さらに、2回噴射を行った後に、排気温セ
ンサ16によって検出した排気ガス温度から触媒5の活
性状態を維持するために第3,第4,…の噴射が必要か
否かを判断する。More specifically, as shown in FIG. 6, in an operation range determined by the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp as the engine load, the exhaust gas temperature is determined only by the main combustion by the first fuel injection. A region where the activation of the catalyst 5 is low (for example, a low-speed and low-load region of stratified combustion) is experimentally specified in advance and stored in a map of the ROM 22, and by referring to this map, It is determined whether or not the current operation region satisfies the condition within the double injection execution region. After performing the second injection, the activation state of the catalyst 5 is determined from the exhaust gas temperature detected by the exhaust gas temperature sensor 16. It is determined whether or not the third, fourth,... Injections are necessary to maintain.
【0033】燃料噴射量設定部55では、上記噴射条件
判定部54から指示される1サイクル当たりの燃料噴射
回数に応じた燃料噴射量を設定する。すなわち、上記噴
射条件判定部54から1サイクル当たり1回の燃料噴射
が指示された場合には、運転状態に応じた通常の1回の
燃焼に見合う量の燃料噴射量Tiを設定し、この燃料噴
射量Tiは、例えば、上記運転条件検出部53で算出し
た基本燃料噴射量Tpを、スロットル開度センサ12、
水温センサ15等からの信号によって得られる運転状態
を表わす各種パラメータに基づく各種増量補正分COEF
や、バッテリ電圧VBによって変化するインジェクタ7
の応答遅れ時間を補正する電圧補正分TS等によって補
正することで設定される。The fuel injection amount setting unit 55 sets a fuel injection amount according to the number of fuel injections per cycle instructed by the injection condition determination unit 54. In other words, when the fuel injection condition determination unit 54 instructs one fuel injection per cycle, the fuel injection amount Ti is set to an amount corresponding to the normal single combustion according to the operating state. The injection amount Ti is obtained, for example, by calculating the basic fuel injection amount Tp calculated by the operating condition detecting unit 53 by the throttle opening sensor 12,
Various increase correction amounts COEF based on various parameters indicating the operating state obtained by a signal from the water temperature sensor 15 and the like.
And the injector 7 that changes according to the battery voltage VB
Is set by correcting with the voltage correction amount TS for correcting the response delay time of the above.
【0034】また、上記噴射条件判定部54から1サイ
クル当たり2回以上の燃料噴射が指示された場合には、
上記燃料噴射量Tiよりも若干少ない量の燃料噴射量を
火花放電によって燃焼させる1回目の第1噴射量Ti1と
して設定するとともに、2回目以降の燃料噴射量Ti2,
Ti3,…を既燃焼部からの火炎伝幡によって着火可能な
量で設定する。When the injection condition determination unit 54 instructs two or more fuel injections per cycle,
A fuel injection amount slightly smaller than the fuel injection amount Ti is set as a first injection amount Ti1 for the first time of burning by spark discharge, and the second and subsequent fuel injection amounts Ti2, Ti2,
Ti3,... Are set to an amount that can be ignited by the flame propagation from the burned part.
【0035】上記第1噴射量Ti1は、例えば、基本燃料
噴射量Tpとエンジン回転数Nとによって定まる運転領
域に対し、燃料噴霧の拡散及び熱発生率が最適となる噴
射量を予め実験等により求めてマップに格納しておき、
このマップを参照することで設定される。そして、2回
目以降の噴射量Ti2,Ti3,…は、既燃焼部からの火炎
伝幡によって燃焼可能な量で、例えば、第1噴射量Ti1
に対して所定の比率となるよう設定され、第3噴射量T
i3以降は、第2噴射量Ti2と同じか若干多めに設定され
る。The first injection amount Ti1 is determined, for example, by an experiment or the like in advance with respect to an operation region determined by the basic fuel injection amount Tp and the engine speed N so that the diffusion of the fuel spray and the heat generation rate become optimum. Find it and store it in the map,
It is set by referring to this map. The second and subsequent injection amounts Ti2, Ti3,... Are amounts that can be burned by the flame propagation from the burned portion, for example, the first injection amount Ti1.
Is set to a predetermined ratio with respect to the third injection amount T
After i3, the second injection amount Ti2 is set to be equal to or slightly larger than the second injection amount Ti2.
【0036】燃料噴射時期設定部56では、上記運転条
件検出部53で決定した燃焼方式、及び、上記噴射条件
判定部54からの指示により、エンジン回転数N及び基
本燃料噴射量Tpによる運転条件下で、通常の1サイク
ル当たり1回の燃料噴射の場合には燃焼方式に応じた噴
射時期TINJを、1サイクル当たりn回の燃料噴射の場
合には、1回目の第1噴射時期TINJ1,2回目以降の第
2噴射時期TINJ2,第3噴射時期TINJ3,…を決定し、
燃料噴射タイミング設定部58に出力する。In the fuel injection timing setting section 56, the operating condition based on the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp is determined based on the combustion method determined by the operating condition detecting section 53 and the instruction from the injection condition determining section 54. In the case of normal fuel injection once per cycle, the injection timing T INJ according to the combustion method is used. In the case of n fuel injections per cycle, the first injection timing T INJ1 and the second injection timing T INJ are used. The subsequent second injection timing TINJ2, third injection timing TINJ3,.
Output to the fuel injection timing setting unit 58.
【0037】この場合、1回目の噴射時期(TINJ,TI
NJ1)は、均一燃焼方式の場合には噴射開始時期、成層
燃焼の場合には噴射終了時期として決定され、2回目以
降の噴射時期TINJ2,TINJ3,…は、エンジン回転数N
と基本燃料噴射量Tpとに基づく運転条件に対し、n回
目の噴射燃料が既燃焼部の火炎伝幡によって確実に着火
する噴射時期を、例えばマップ参照により設定する。In this case, the first injection timing (TINJ, TI
NJ1) is determined as the injection start timing in the case of the uniform combustion system, and as the injection end timing in the case of stratified combustion, and the second and subsequent injection timings TINJ2, TINJ3,.
For the operating condition based on the basic fuel injection amount Tp and the basic fuel injection amount Tp, the injection timing at which the n-th injected fuel is reliably ignited by the flame propagation of the burned portion is set, for example, by referring to a map.
【0038】例えば、1サイクル当たり2回の燃料噴射
を行う場合、本来の1回目の燃焼後期に2回目の噴射に
よる燃料を再点火無しで燃焼させるためには、図7に示
すように、2回目の燃料噴射の噴射開始時期を上死点後
略10°〜80°の範囲とすれば良いが、2回目の噴射
タイミングを主燃焼のタイミングに近づけ過ぎると、燃
料の拡散不足によりスモークが発生し、反面、2回目の
噴射タイミングを主燃焼のタイミングから離し過ぎる
と、燃料の過剰な拡散により、排気ガス温度の上昇が不
足するばかりでなくHC,NOX等が増加して排気エミ
ッションが悪化する。For example, in the case of performing two fuel injections per cycle, in order to burn the fuel from the second injection without re-ignition in the latter half of the original first combustion, as shown in FIG. The injection start timing of the second fuel injection may be in a range of approximately 10 ° to 80 ° after the top dead center. However, if the second injection timing is too close to the main combustion timing, smoke is generated due to insufficient fuel diffusion. On the other hand, if the second injection timing is too far from the timing of the main combustion, excessive diffusion of fuel not only causes insufficient exhaust gas temperature rise but also increases HC, NOX, etc., and deteriorates exhaust emission.
【0039】従って、これらが悪化しない範囲で最適な
噴射時期を、エンジン回転数Nと基本燃料噴射量Tpと
をパラメータとして予め実験により特定してマップに格
納しておくことにより、運転条件に応じた最適な噴射時
期を設定する。この噴射時期の最適値は、エンジンスぺ
ック、2サイクル、4サイクルの違い等により絶対値は
異なるものの、定性的には全ての筒内噴射エンジンに適
用することができ、2回目以降の噴射燃料に対する再点
火の必要がない。Therefore, the optimum injection timing within a range in which these are not deteriorated is specified in advance by an experiment using the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp as parameters and stored in a map, so that the injection timing can be adjusted according to the operating conditions. Set the optimal injection timing. Although the optimum value of the injection timing is different in absolute value due to the difference between the engine specifications, the second cycle, the fourth cycle, etc., it can be qualitatively applied to all the in-cylinder injection engines. There is no need to relight the injected fuel.
【0040】本実施例においては、最適な噴射時期が実
験等により確認された最適な噴射時期は、2回目の燃料
噴射は主燃焼の膨張行程初期から中期、具体的には、図
7に示すように、上死点後30°〜60°の範囲とな
る。また、3回目の噴射を行う場合には、その噴射時期
は、第2噴射による燃焼が終了する直前に第3噴射の燃
料が筒内に噴射されて着火が可能なタイミング、具体的
には上死点後90〜120°付近に設定され、3回目以
降の噴射時期は、膨張行程内で先の噴射による燃焼が終
了する直前に次の燃料が筒内に噴射されて着火が可能な
タイミングに設定される。In this embodiment, the optimum injection timing, the optimum injection timing of which has been confirmed by experiments, is shown in FIG. 7 for the second fuel injection from the initial stage to the middle stage of the expansion stroke of the main combustion. Thus, it is in the range of 30 ° to 60 ° after the top dead center. In the case of performing the third injection, the injection timing is set at a timing at which the fuel of the third injection is injected into the cylinder immediately before the end of the combustion by the second injection so that the fuel can be ignited. The injection timing for the third and subsequent injections is set at around 90 to 120 ° after the dead center, at a timing when the next fuel is injected into the cylinder immediately before the end of the combustion by the previous injection in the expansion stroke and ignition is possible. Is set.
【0041】点火時期設定部57では、エンジン回転数
Nと上記運転条件検出部53からの基本燃料噴射量Tp
とに基づいて決定される基本点火時期θBASEを、例えば
マップ参照により求め、この基本点火時期θBASEに、冷
却水温による水温補正進角値等を加えて最終的な点火時
期θIGを設定する。In the ignition timing setting unit 57, the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp from the operating condition detecting unit 53 are determined.
Is determined by referring to a map, for example, and a final ignition timing θIG is set by adding a water temperature correction advance value based on the cooling water temperature to the basic ignition timing θBASE.
【0042】燃料噴射タイミング設定部58では、上記
燃料噴射時期設定部56からの噴射時期を、上記クラン
ク位置検出部52で検出した燃料噴射対象気筒のクラン
ク角基準位置に対する噴射タイミングに換算し、上記燃
料噴射量設定部55からの燃料噴射量に対応する信号を
駆動部60を介してインジェクタ7に出力する。The fuel injection timing setting section 58 converts the injection timing from the fuel injection timing setting section 56 into the injection timing detected by the crank position detection section 52 with respect to the reference crank angle position of the cylinder to be injected. A signal corresponding to the fuel injection amount from the fuel injection amount setting unit 55 is output to the injector 7 via the driving unit 60.
【0043】点火タイミング設定部59では、上記点火
時期設定部57からの点火時期θIGを、上記クランク位
置検出部52で検出した点火対象気筒のクランク角基準
位置に対する点火タイミングに換算し、対応する信号を
駆動部61を介してイグナイタ11に出力する。The ignition timing setting section 59 converts the ignition timing θIG from the ignition timing setting section 57 into an ignition timing with respect to the crank angle reference position of the cylinder to be ignited detected by the crank position detection section 52, and a corresponding signal Is output to the igniter 11 via the drive unit 61.
【0044】次に、ECU20の燃料噴射設定処理を、
図1のフローチャートに従って説明する。Next, the fuel injection setting process of the ECU 20 will be described.
This will be described with reference to the flowchart of FIG.
【0045】図1の燃料噴射設定ルーチンは、例えば所
定周期毎に実行され、まず、ステップS51で、エンジン
回転数N、エンジン負荷としての基本燃料噴射量Tpを
読み込むととともに、前回の1サイクル当たりの噴射回
数を読み込み、運転条件を検出する。次いで、ステップ
S52へ進み、現在の運転条件からn回噴射実施条件を満
足するか否かを調べる。The fuel injection setting routine shown in FIG. 1 is executed, for example, at predetermined intervals. First, in step S51, the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp as the engine load are read, and at the same time, The operation conditions are detected by reading the number of times of injection of. Then step
Proceeding to S52, it is determined whether or not the current operating condition satisfies the n-time injection execution condition.
【0046】この場合、前回の噴射が1サイクル当たり
1回の通常の噴射である場合には、エンジン回転数Nと
基本燃料噴射量Tpとをパラメータとして現在の運転領
域が2回噴射実施領域内にあるか否かをマップを参照し
て調べ、前回、既に2回噴射が実施されている場合に
は、排気温センサ16からの排気温に基づいて3回目以
降の噴射が必要か否かを調べる。In this case, if the previous injection is one normal injection per cycle, the current operation region is set within the two-injection execution region using the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp as parameters. Is checked by referring to the map. If the injection has already been performed twice before, it is determined whether or not the third or later injection is necessary based on the exhaust gas temperature from the exhaust gas temperature sensor 16. Find out.
【0047】その結果、例えば、均一燃焼の高負荷運転
時等、あるいは成層燃焼であっても高回転・低負荷運転
等のように2回以上の噴射を必要としない場合には、通
常の1サイクル当たり1回の燃料噴射を実行すべく上記
ステップS52からステップS53へ進み、一方、成層燃焼で
低回転・低負荷運転時等のように2回以上の噴射を必要
とする場合には、1サイクル当たりn回の燃料噴射を実
行すべく上記ステップS52からステップS55へ進む。As a result, for example, in the case of high-load operation of uniform combustion, or in the case of stratified combustion, when two or more injections are not required as in high-speed, low-load operation, etc. In order to execute one fuel injection per cycle, the process proceeds from step S52 to step S53. On the other hand, when stratified combustion requires two or more injections, such as during low-speed / low-load operation, 1 The process proceeds from step S52 to step S55 to execute n fuel injections per cycle.
【0048】1サイクル当たり1回の燃料噴射を行う場
合、ステップS53では、スロットル開度センサ12、水
温センサ15等からの信号によるエンジン運転状態パラ
メータに基づく各種増量補正分COEF、バッテリ電圧VB
に基づく電圧補正分TS等によって基本燃料噴射量Tpを
補正し、燃料噴射量Tiを設定する(Ti=Tp×COEF+
TS)。そして、ステップS54で、燃焼方式に応じて燃料
噴射時期TINJを設定し、ルーチンを抜ける。When fuel injection is performed once per cycle, in step S53, various increment corrections COEF based on engine operating state parameters based on signals from the throttle opening sensor 12, the water temperature sensor 15, and the like, and the battery voltage VB
The basic fuel injection amount Tp is corrected by the voltage correction amount TS based on the above, and the fuel injection amount Ti is set (Ti = Tp × COEF +
TS). Then, in step S54, the fuel injection timing TINJ is set according to the combustion method, and the routine exits.
【0049】また、1サイクル当たり2回以上の燃料噴
射を行う場合には、ステップS55で、燃料噴霧の拡散及
び熱発生率が最適となる第1噴射量Ti1をマップを参照
して設定するとともに、この第1噴射量Ti1に所定の比
率を乗算して既燃焼部からの火炎伝幡によって燃焼可能
な量の第2噴射量Ti2,第3噴射量Ti3,…を設定す
る。In the case where fuel injection is performed twice or more per cycle, the first injection amount Ti1 at which the diffusion of fuel spray and the heat generation rate become optimum is set with reference to a map in step S55. The first injection amount Ti1 is multiplied by a predetermined ratio to set a second injection amount Ti2, a third injection amount Ti3,... That are combustible by the flame propagation from the burned portion.
【0050】そして、ステップS56で、通常の成層燃焼
時の噴射時期TINJと同様に第1噴射時期TINJ1を設定
するとともに、2回目以降の噴射燃料が既燃焼部からの
火炎伝幡によって確実に着火する第2噴射時期TINJ2,
第3噴射時期TINJ3,…をエンジン回転数Nと基本燃料
噴射量Tpとに基づくマップを参照して設定し、ルーチ
ンを抜ける。In step S56, the first injection timing TINJ1 is set in the same manner as the normal stratified combustion injection timing TINJ, and the second and subsequent injected fuels are reliably ignited by the flame propagation from the burned portion. The second injection timing TINJ2,
.. Are set with reference to a map based on the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp, and the routine exits.
【0051】以上のルーチンが終了すると、上記ステッ
プS53あるいは上記ステップS55で設定された1回目の燃
料噴射量及び噴射時期が噴射タイマにセットされ、噴射
対象気筒の所定クランク角を基準としてタイマがスター
トし、1回目の燃料が噴射される。そして、同様に所定
クランク角を基準としてスタートする点火タイマによっ
て点火が行われ、燃焼室内の混合気に着火されて主燃焼
が開始される。When the above routine is completed, the first fuel injection amount and the injection timing set in step S53 or step S55 are set in the injection timer, and the timer is started based on the predetermined crank angle of the cylinder to be injected. Then, the first fuel is injected. Similarly, ignition is performed by an ignition timer that starts on the basis of a predetermined crank angle, and the mixture in the combustion chamber is ignited to start main combustion.
【0052】この場合、燃費、排気ガス特性が良好な成
層燃焼下で2回以上の噴射が実行される場合には、第1
噴射量Ti1は圧縮行程後期に噴射され、第1噴射による
主燃焼が終了する直前の最適なタイミングで第2噴射量
Ti2が気筒内に供給され、再点火を要することなく主燃
焼からの火炎伝播によって2回目の燃焼が開始される。
この2回目の燃焼は、ピストンへの仕事は殆どなされず
に主に排気ガス温度の上昇に費やされるが、この2回目
の燃焼でも排気ガス温度の上昇が不十分な場合には、同
じ膨張行程内で可能な第3噴射量Ti3以降が噴射され、
既燃焼部からの火炎伝播によって再燃焼が継続される。In this case, if two or more injections are performed under stratified combustion having good fuel economy and exhaust gas characteristics, the first
The injection amount Ti1 is injected in the latter stage of the compression stroke, and the second injection amount Ti2 is supplied into the cylinder at an optimum timing immediately before the end of the main combustion by the first injection, so that flame propagation from the main combustion can be performed without re-ignition. the second combustion is initiated me by the.
The second combustion is work to piston spent increase mainly the exhaust gas temperature without made little, if insufficient increase in the exhaust gas temperature in this second combustion, the same expansion The third injection amount Ti3 or later that is possible within the stroke is injected,
Reburning is continued by the propagation of the flame from the burned portion.
【0053】すなわち、触媒5の活性を維持するために
は、ある程度の排気ガス温度が必要なため、従来、通常
の1回噴射で排気ガス温度が低い場合には、燃料噴射を
遅らせたり点火時期をリタードする等して燃焼の位相を
ずらすことによって対応していたが、図8の破線で示す
ように、排気ガス温度が十分に上昇しなかったり、燃費
が著しく悪化する等の問題があった。That is, in order to maintain the activity of the catalyst 5, a certain degree of exhaust gas temperature is required. Conventionally, when the exhaust gas temperature is low in a normal single injection, the fuel injection is delayed or the ignition timing is reduced. However, as shown by the broken line in FIG. 8, there have been problems such as that the exhaust gas temperature does not rise sufficiently and that the fuel efficiency deteriorates remarkably. .
【0054】しかしながら、本実施例では、1サイクル
当たり1回の通常の燃料噴射及び点火による主燃焼に加
え、この主燃焼による膨張行程内で、さらに2回以上の
燃料噴射を実施して既燃焼部からの火炎伝幡によって再
燃焼させるため、燃焼の制御性を向上させることができ
る。その結果、スモーク発生やHC,NOXを増加させる
ことなく、図8の実線で示すように、効果的に排気ガス
温度を上昇させて触媒5を活性化することができ、しか
も、良好な燃費を得ることができるのである。However, in this embodiment, in addition to the main combustion by the normal fuel injection and ignition once per cycle, two or more fuel injections are further performed within the expansion stroke by the main combustion to perform the combustion already. Since the fuel is reburned by the flame transmission from the part, the controllability of the combustion can be improved. As a result, the exhaust gas temperature can be effectively raised and the catalyst 5 can be activated as shown by the solid line in FIG. 8, without increasing the generation of smoke and the increase of HC and NOx. You can get it.
【0055】この場合、第2噴射以降の燃料を点火によ
り着火させるのではなく、既燃焼部分からの火炎伝幡に
より着火するため、1サイクルで2回以上の点火を行な
う必要がなく、点火エネルギーの消費を抑えて確実に再
燃焼させることができる。In this case, the fuel after the second injection is not ignited by the ignition but is ignited by the flame propagation from the burned portion, so that it is not necessary to perform ignition twice or more in one cycle, and the ignition energy Can be surely reburned while suppressing the consumption of the fuel.
【0056】図9〜図11は本発明の第2実施例に係
り、図9は電子制御ユニットの機能ブロック図、図10
は主噴射設定ルーチンのフローチャート、図11は第2
噴射設定ルーチンのフローチャートである。9 to 11 relate to a second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a functional block diagram of an electronic control unit.
Is a flowchart of a main injection setting routine, and FIG.
It is a flowchart of an injection setting routine.
【0057】本実施例は、前述の第1実施例に対し、1
サイクル当たり1回の通常の燃料噴射を実行した後、排
気ガス温度が低く、触媒5の活性化が期待できない場合
に、燃費悪化を最小限に抑えて効果的に排気ガス温度を
上昇させ得る量の2回目の燃料噴射を追加するものであ
る。This embodiment is different from the above-described first embodiment by 1
After the normal fuel injection is performed once per cycle, when the exhaust gas temperature is low and activation of the catalyst 5 cannot be expected, the amount that can effectively increase the exhaust gas temperature while minimizing fuel consumption deterioration is minimized. The second fuel injection is added.
【0058】すなわち、本実施例では、ECU20の機
能は、通常の燃料噴射及び点火時期を制御するための機
能に、2回目の燃料噴射を制御する機能を追加した構成
となっており、図9に示すように、1サイクル当たり1
回の通常の燃料噴射を設定する機能としての主噴射量設
定部55a及び主噴射時期設定部56aが備えられ、2
回目の燃料噴射を設定するための機能として、2回噴射
条件判定部54a、第2噴射量設定部55b、第2噴射
時期設定部56bが追加された構成となっている。その
他の構成は、前述の第1実施例と同様である。That is, in the present embodiment, the function of the ECU 20 is such that a function for controlling the second fuel injection is added to the function for controlling the normal fuel injection and ignition timing. As shown in FIG.
A main injection amount setting unit 55a and a main injection timing setting unit 56a as functions for setting the normal fuel injection times;
As a function for setting the second fuel injection, a second injection condition determination unit 54a, a second injection amount setting unit 55b, and a second injection timing setting unit 56b are added. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
【0059】主噴射量設定部55aは、1サイクル当た
り1回の通常の燃料噴射量Tiを主噴射量として設定す
るものであり、この主噴射量Tiに対する通常の噴射時
期TINJが主噴射時期として主噴射時期設定部56aで
設定される。The main injection amount setting section 55a sets a normal fuel injection amount Ti per cycle as a main injection amount, and a normal injection timing TINJ corresponding to the main injection amount Ti as a main injection timing. It is set by the main injection timing setting section 56a.
【0060】2回噴射条件判定部54aは、通常の主噴
射に加えて2回噴射を実施するか否かを判定するもので
あり、前述の第1実施例における噴射条件判定部54に
おける2回噴射判定と同様の機能を有する。The two-time injection condition determination unit 54a determines whether or not to perform the two-time injection in addition to the normal main injection. The two-time injection condition determination unit 54 in the first embodiment described above. It has the same function as the injection determination.
【0061】第2噴射量設定部55bは、1回目の主噴
射による主燃焼の火炎伝幡によって着火可能な量の第2
噴射量Ti2を設定するものであるが、前述の第1実施例
に対し、主噴射量Tiのベースである基本燃料噴射量Tp
を基準として第2噴射量Ti2を設定する。そして、この
第2噴射量Ti2に対応する第2噴射時期TINJ2は、第2
噴射時期設定部56bで決定され、この第2噴射時期T
INJ2は、前述の第1実施例の燃料噴射時期設定部56で
決定する噴射時期と同様である。The second injection amount setting section 55b is a second injection amount setting portion that is capable of igniting by the main combustion flame propagation by the first main injection.
Although the injection amount Ti2 is set, the basic fuel injection amount Tp which is the base of the main injection amount Ti is different from that of the first embodiment.
Is set based on the second injection amount Ti2. The second injection timing TINJ2 corresponding to the second injection amount Ti2 is the second injection timing TINJ2.
The second injection timing T is determined by the injection timing setting unit 56b.
INJ2 is the same as the injection timing determined by the fuel injection timing setting unit 56 of the first embodiment.
【0062】尚、第2噴射量Ti2は、例えば実験等によ
り予め定めた着火可能な最少量を下限とし、増加方向に
調整するようにしても良い。The second injection amount Ti2 may be adjusted in an increasing direction with the minimum ignitable amount set in advance by, for example, experiments as a lower limit.
【0063】以下、上記ECU20による2回噴射に係
る動作について、図10の主噴射設定ルーチン及び図1
1の第2噴射設定ルーチンの各フローチャートに従って
説明する。Hereinafter, the operation related to the double injection by the ECU 20 will be described with reference to the main injection setting routine of FIG.
A description will be given according to each flowchart of the first second injection setting routine.
【0064】まず、図10の主噴射設定ルーチンでは、
ステップS101で、RAM23の所定アドレスから基本燃
料噴射量Tpを読み込み、ステップS102で、スロットル
開度センサ12、水温センサ15等からの信号によるエ
ンジン運転状態パラメータを読み込む。First, in the main injection setting routine of FIG.
In step S101, the basic fuel injection amount Tp is read from a predetermined address in the RAM 23, and in step S102, the engine operation state parameters based on signals from the throttle opening sensor 12, the water temperature sensor 15, and the like are read.
【0065】次いで、ステップS103へ進み、上記ステッ
プS102で読み込んだエンジン運転状態パラメータから、
各種増量補正分COEFを設定すると、ステップS104で、バ
ッテリ電圧VBに基づく電圧補正分TSを設定し、ステッ
プS105へ進む。Next, the process proceeds to step S103, and from the engine operating state parameters read in step S102,
After setting the various increase correction amounts COEF, in step S104, a voltage correction amount TS based on the battery voltage VB is set, and the process proceeds to step S105.
【0066】ステップS105では、上記ステップS101で読
み込んだ基本燃料噴射量Tpに、上記ステップS103で設
定した各種増量補正分COEFを乗算し、さらに、上記ステ
ップS104で設定した電圧補正分TSを加算して主噴射量
Tiを設定する(Ti=Tp×COEF+TS)。そして、ステ
ップS106で、燃焼方式に応じて主噴射時期TINJを設定
し、ルーチンを抜ける。In step S105, the basic fuel injection amount Tp read in step S101 is multiplied by the various increase correction amounts COEF set in step S103, and the voltage correction amount TS set in step S104 is added. To set the main injection amount Ti (Ti = Tp × COEF + TS). Then, in step S106, the main injection timing TINJ is set according to the combustion method, and the routine exits.
【0067】また、図11に示す第2噴射設定ルーチン
では、ステップS151で、エンジン回転数N、エンジン負
荷としての基本燃料噴射量Tpを読み込んで運転条件を
検出すると、ステップS152で、この運転条件が2回噴射
実施条件を満足するか否かを調べる。前述したように、
この2回噴射実施条件を満足するか否かは、エンジン回
転数Nと基本燃料噴射量Tpとをパラメータとして、2
回噴射実施領域内にあるか否かをマップ参照により調べ
る。In the second injection setting routine shown in FIG. 11, when the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp as the engine load are read in step S151 to detect operating conditions, in step S152 the operating conditions are detected. It is checked whether or not satisfies the condition for performing the double injection. As previously mentioned,
Whether or not the condition for performing the two-time injection is satisfied is determined by using the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp as parameters.
It is checked by referring to the map whether or not it is within the round injection execution area.
【0068】その結果、例えば、均一燃焼の高負荷運転
時等、あるいは成層燃焼であっても高回転・低負荷運転
等のように2回噴射実施条件を満足しない場合には、そ
のままルーチンを抜けて2回噴射を実行せず、成層燃焼
で低回転・低負荷運転時等のように2回噴射実施条件を
満足する場合には、上記ステップS152からステップS153
へ進んで、第2噴射量Ti2を設定する。そして、ステッ
プS154へ進み、エンジン回転数Nと基本燃料噴射量Tp
とに基づいて、最適な第2噴射時期TINJ2をマップ参照
により設定し、ルーチンを抜ける。As a result, for example, in the case of high load operation of uniform combustion, or in the case where stratified combustion does not satisfy the conditions for performing the double injection as in the case of high rotation and low load operation, the routine exits the routine. When the injection is not performed twice and the conditions for performing the double injection are satisfied, such as during low-speed / low-load operation in stratified combustion, the above-described steps S152 to S153 are performed.
Then, the second injection amount Ti2 is set. Then, the process proceeds to a step S154, wherein the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp
Based on the above, the optimum second injection timing TINJ2 is set by referring to the map, and the routine exits.
【0069】以上の各ルーチンが終了すると、主噴射量
Ti及び主噴射時期TINJが噴射タイマにセットされ、噴
射対象気筒の所定クランク角を基準としてタイマがスタ
ートし、1回目の燃料が噴射される。そして、同様に所
定クランク角を基準としてスタートする点火タイマによ
って点火が行われ、燃焼室内の混合気に着火されて主燃
焼が開始される。When the above routines are completed, the main injection amount Ti and the main injection timing TINJ are set in the injection timer, the timer is started based on the predetermined crank angle of the cylinder to be injected, and the first fuel injection is performed. . Similarly, ignition is performed by an ignition timer that starts on the basis of a predetermined crank angle, and the mixture in the combustion chamber is ignited to start main combustion.
【0070】本実施例においても、燃費、排気ガス特性
が良好な成層燃焼下で2回噴射実施条件が満足される場
合には、主噴射量Tiは圧縮行程後期に噴射され、主噴
射による主燃焼が終了する直前の最適なタイミングで第
2噴射量Ti2が燃焼室内に供給され、効果的に排気ガス
温度を上昇させて触媒5の活性化を維持するとともに、
燃費の悪化を最小限に抑えることができる。Also in the present embodiment, when the condition for performing the two-time injection is satisfied under the stratified combustion having good fuel consumption and exhaust gas characteristics, the main injection amount Ti is injected in the latter half of the compression stroke, and the main injection amount Ti is injected by the main injection. At the optimal timing immediately before the end of the combustion, the second injection amount Ti2 is supplied into the combustion chamber, effectively raising the exhaust gas temperature to maintain the activation of the catalyst 5, and
Fuel economy degradation can be minimized.
【0071】図12及び図13は本発明の第3実施例に
係り、図12は電子制御ユニットの機能ブロック図、図
13は排気ガス温度上昇ルーチンのフローチャートであ
る。FIGS. 12 and 13 relate to a third embodiment of the present invention. FIG. 12 is a functional block diagram of the electronic control unit, and FIG. 13 is a flowchart of an exhaust gas temperature raising routine.
【0072】本実施例は、運転条件に応じて2回噴射か
点火時期リタードかを選択して燃焼制御を行い、排気ガ
ス温度を昇温させるものであり、図12に示すように、
前述の第2実施例におけるECU20の機能構成に対
し、2回噴射条件判定部54aに代えて目標排気温度設
定部71を設け、さらに、温度上昇法選定部72、点火
時期リタード部73を追加したものである。In this embodiment, the combustion control is performed by selecting either the double injection or the ignition timing retard according to the operating conditions, and the exhaust gas temperature is raised. As shown in FIG.
In addition to the functional configuration of the ECU 20 in the second embodiment, a target exhaust gas temperature setting unit 71 is provided instead of the two-time injection condition determination unit 54a, and a temperature rise method selection unit 72 and an ignition timing retard unit 73 are added. Things.
【0073】目標排気温度設定部71では、現在の運転
状態が触媒5の活性化が望めない運転領域であり排気昇
温を実施すべき領域であるか否かを判定し、排気昇温を
実施すべき領域であると判定した場合、排気昇温の目標
温度を設定する。この目標温度(目標排気温度)は、触
媒5の仕様等を考慮して予め設定した目標値が例えばマ
ップ等に格納されており、このマップをエンジン回転数
Nと基本燃料噴射量Tpとをパラメータとして参照する
ことにより設定され、温度上昇法選定部72に出力され
る。The target exhaust gas temperature setting section 71 determines whether or not the current operating state is an operating region where activation of the catalyst 5 is not expected and a region where the exhaust gas temperature should be increased. If it is determined that it is the area to be exhausted, a target temperature for raising the exhaust gas temperature is set. For the target temperature (target exhaust temperature), a target value set in advance in consideration of the specifications of the catalyst 5 and the like is stored in, for example, a map or the like. The map is used to determine the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp as parameters. And is output to the temperature rise method selection unit 72.
【0074】温度上昇法選定部72では、上記目標排気
温度設定部71で設定した目標排気温度の値により、2
回噴射による排気ガス昇温と点火時期リタードによる排
気ガス昇温とのいずれかを選択する。例えば、アイドル
運転時には、点火時期リタードよりも2回噴射の方が排
気ガス昇温効果が大きいが、2回噴射の方が点火時期リ
タードよりも燃費が悪化することが実験的に確認されて
おり、従って、最少の燃料消費で最大の昇温効果をもた
らすためには、目標排気温度によって排気ガス昇温方法
を変える必要がある。In the temperature rise method selection unit 72, the target exhaust temperature set by the target exhaust temperature setting unit 71 is set to 2
One of exhaust gas temperature rise due to multiple injections and exhaust gas temperature rise due to ignition timing retard is selected. For example, during idle operation, it has been experimentally confirmed that the exhaust gas temperature increasing effect is larger in the case of double injection than in the ignition timing retard, but the fuel consumption is worse in the case of double injection than in the ignition timing retard. Therefore, in order to achieve the maximum heating effect with the minimum fuel consumption, it is necessary to change the exhaust gas heating method according to the target exhaust temperature.
【0075】そのため、目標排気温度を所定温度と比較
し、目標温度が比較的低い場合には、2回噴射よりも燃
費悪化を少なくできる点火時期リタードを選択し、目標
温度が高い場合には、より昇温効果の大きい2回噴射を
選択する。本実施例においては、アイドル時の目標排気
温度が300°C強程度では、点火時期リタードによる
排気ガス昇温選択して点火時期リタードの指示出力を行
い、目標排気温度が300°C強を上回る場合には、2
回噴射による排気ガス昇温を選択して2回噴射の指示出
力を行う。Therefore, the target exhaust temperature is compared with a predetermined temperature.
If the target temperature is relatively low, the ignition timing retard that can reduce the fuel consumption deterioration more than the two-time injection is selected, and if the target temperature is high, the two-time injection with a larger temperature increasing effect is selected. In the present embodiment, when the target exhaust gas temperature at the time of idling is about 300 ° C. or more, the exhaust gas temperature is selected by the ignition timing retard and the instruction output of the ignition timing retard is performed, and the target exhaust temperature exceeds 300 ° C. or more. In case 2
The exhaust gas temperature increase by the second injection is selected and the instruction output of the second injection is performed.
【0076】そして、上記温度上昇法選定部72で2回
噴射による排気ガス昇温が選択された場合には、第2実
施例において説明したように、第2噴射量設定部55b
及び第2噴射時期設定部56bで、それぞれ第2噴射量
Ti2、第2噴射時期TINJ2が設定される。When the temperature rise method selection section 72 selects the exhaust gas temperature rise by two injections, as described in the second embodiment, the second injection amount setting section 55b
The second injection amount Ti2 and the second injection timing TINJ2 are set by the second injection timing setting unit 56b.
【0077】また、上記温度上昇法選定部72で点火時
期リタードによる排気ガス昇温が選択された場合には、
点火時期リタード部73で、エンジン回転数Nと基本燃
料噴射量Tpとに基づく点火時期遅角補正マップを参照し
て点火時期リタード量θRDを設定し、点火時期設定部5
7に出力する。このときに主噴射時期も同時に遅らせる
のは言うまでもない。If the temperature rise method selection section 72 selects exhaust gas temperature rise by ignition timing retard,
The ignition timing retard unit 73 sets the ignition timing retard amount θRD with reference to an ignition timing retard correction map based on the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp.
7 is output. It goes without saying that the main injection timing is also delayed at this time.
【0078】本実施例では、第2実施例で説明した主噴
射設定ルーチンを実行した後、図13の排気ガス温度上
昇ルーチンを実行し、1回目の主噴射後に、2回噴射あ
るいは点火時期リタードによる排気ガス昇温を実行す
る。In this embodiment, after the main injection setting routine described in the second embodiment is executed, the exhaust gas temperature increasing routine shown in FIG. 13 is executed, and after the first main injection, two injections or ignition timing retards are performed. The exhaust gas temperature is increased.
【0079】この排気ガス温度上昇ルーチンでは、ステ
ップS201で、エンジン回転数N、基本燃料噴射量Tpに
よる運転条件を検出すると、ステップS202で、運転条件
から排気昇温実施条件か否かを判断し、NOの場合、ルー
チンを抜け、YESの場合、ステップS203へ進んで、エン
ジン回転数Nと基本燃料噴射量Tpとに基づいてマップ
参照を行ない、運転条件に応じた目標排気温度を設定す
る。In this exhaust gas temperature raising routine, when the operating conditions based on the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp are detected in step S201, it is determined in step S202 whether or not the operating conditions are the exhaust temperature raising execution conditions. If NO, the routine is exited, and if YES, the process proceeds to step S203, where a map is referred to based on the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp, and a target exhaust temperature is set according to the operating conditions.
【0080】次に、ステップS204へ進み、上記ステップ
S203で設定した目標排気温度が300°C以上であるか
否かを調べ、300°C以上の場合、ステップS205で2
回噴射を選択し、300°C未満の場合には、ステップ
S208で点火リタードを選択する。Next, the process proceeds to step S204, where
It is determined whether or not the target exhaust gas temperature set in S203 is equal to or higher than 300 ° C.
Select multiple injections and if less than 300 ° C, step
Select ignition retard in S208.
【0081】そして、ステップS205で2回噴射を選択し
た場合には、ステップS206,S207で、それぞれ、第2噴
射量Ti2、第2噴射時期TINJ2を設定してルーチンを抜
け、ステップS208で点火リタードを選択した場合には、
ステップS209で点火時期リタード量θRDを設定してルー
チンを抜ける。尚、点火時期リタード量θRDを設定する
際には、主噴射時期も当然遅らせている。If the double injection is selected in step S205, the second injection amount Ti2 and the second injection timing TINJ2 are set in steps S206 and S207, respectively, and the routine exits. In step S208, the ignition retard is set. If you select
In step S209, the ignition timing retard amount θRD is set, and the routine exits. When the ignition timing retard amount θRD is set, the main injection timing is naturally delayed.
【0082】本実施例では、運転条件に応じて触媒を活
性化するための最適な処理を選択するため、最少の燃料
消費で最大の排気ガス昇温効果を得ることができ、燃費
悪化を最小限に押さえることができる。In the present embodiment, since the optimum treatment for activating the catalyst is selected according to the operating conditions, the maximum exhaust gas temperature increasing effect can be obtained with the minimum fuel consumption, and the deterioration of the fuel efficiency can be minimized. Can be kept to a minimum.
【0083】尚、本実施例では、アイドル運転時の例を
示したが、アイドル運転以外の運転条件においても、エ
ンジン回転数Nと基本燃料噴射量Tpとに基づいて目標
排気温度を設定し、同様の処理を行う。In this embodiment, an example during idling operation has been described. However, even in operating conditions other than idling operation, the target exhaust temperature is set based on the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp. The same processing is performed.
【0084】図14及び図15は本発明の第4実施例に
係り、図14は電子制御ユニットの機能ブロック図、図
15は排気温フィードバックルーチンのフローチャート
である。FIGS. 14 and 15 relate to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 14 is a functional block diagram of the electronic control unit, and FIG. 15 is a flowchart of an exhaust gas temperature feedback routine.
【0085】本実施例は、前述の第3実施例に対し、排
気温センサ16からの信号をフィードバックし、排気ガ
ス温度が目標排気温度となるよう、第2噴射量Ti2、点
火時期リタード量θRDを補正するものである。This embodiment is different from the third embodiment in that the signal from the exhaust gas temperature sensor 16 is fed back and the second injection amount Ti2 and the ignition timing retard amount θRD are adjusted so that the exhaust gas temperature reaches the target exhaust gas temperature. Is to be corrected.
【0086】このため、本実施例では、図14に示すよ
うに、第3実施例に対し、排気温センサ16によって検
出した実際の排気温と目標排気温度設定部71で設定し
た目標排気温度とを比較し、目標排気温度に対する実際
の排気ガス温度のずれを出力する比較部74を設け、こ
の比較部74からの出力に基づいて、第2噴射量設定部
55bにおける第2噴射量Ti2あるいは点火時期リター
ド部73における点火時期補正量θRDが調整されるよう
になっている。Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 14, the actual exhaust gas temperature detected by the exhaust gas temperature sensor 16 and the target exhaust gas temperature set by the target exhaust gas temperature setting section 71 are different from those of the third embodiment. And outputs a deviation of the actual exhaust gas temperature from the target exhaust gas temperature. Based on the output from the comparison unit 74, the second injection amount Ti2 or the ignition amount in the second injection amount setting unit 55b is determined. The ignition timing correction amount θRD in the timing retard section 73 is adjusted.
【0087】本実施例では、第3実施例において説明し
た排気ガス温度上昇ルーチン(図13)の実行後に、図
15の排気温フィードバックルーチンを実行するように
なっており、実際の排気ガス温度をフィードバックして
目標値に近づける。In this embodiment, after the exhaust gas temperature raising routine (FIG. 13) described in the third embodiment is executed, the exhaust gas temperature feedback routine shown in FIG. 15 is executed. Give feedback to approach the target value.
【0088】すなわち、まず、ステップS301で、排気昇
温が実施されているか否かを調べ、排気昇温が実施され
ていないときにはルーチンを抜け、排気昇温が実施され
ているとき、ステップS302へ進んで、排気温センサ16
からの信号に基づいて実際の排気ガス温度を計測する。That is, first, in step S301, it is checked whether or not the exhaust gas temperature is being raised. If the exhaust gas temperature is not being increased, the routine is exited. If the exhaust gas temperature is being increased, the process proceeds to step S302. Proceed to exhaust temperature sensor 16
The actual exhaust gas temperature is measured based on the signal from
【0089】次いで、ステップS303へ進み、上記ステッ
プS302で計測した排気ガス温度が目標排気温度に達した
か否かを調べ、目標排気温度に達している場合にはルー
チンを抜け、目標排気温度に達していない場合、ステッ
プS304で、排気昇温として選択されているのは2回噴射
か否かを調べる。Next, the routine proceeds to step S303, where it is determined whether or not the exhaust gas temperature measured in step S302 has reached the target exhaust temperature. If it has not reached, it is checked in step S304 whether or not what is selected as the exhaust gas temperature rise is injection twice.
【0090】そして、2回噴射が選択されている場合に
は、ステップS305で第2噴射量Ti2を増加させてルーチ
ンを抜け、点火時期リタードが選択されている場合に
は、ステップS306で点火時期リタード量θRDをさらに遅
角補正してルーチンを抜ける。このときにも、主噴射時
期は点火時期リタード量に応じて遅らせる。If the two-time injection is selected, the second injection amount Ti2 is increased in step S305 to exit the routine. If the ignition timing retard is selected, the ignition timing is determined in step S306. The retard amount θRD is further retarded and the routine exits. Also at this time, the main injection timing is delayed according to the ignition timing retard amount.
【0091】これにより、排気ガス温度を目標値に迅速
に収束させることができ、効率良く排気ガス温度を上昇
させて触媒5を活性化させることができる。As a result, the exhaust gas temperature can be quickly converged to the target value, and the exhaust gas temperature can be efficiently raised to activate the catalyst 5.
【0092】図16及び図17は本発明の第5実施例に
係り、図16は電子制御ユニットの機能ブロック図、図
17は排気ガス温度上昇ルーチンのフローチャートであ
る。FIGS. 16 and 17 relate to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 16 is a functional block diagram of an electronic control unit, and FIG. 17 is a flowchart of an exhaust gas temperature raising routine.
【0093】本実施例は、第2噴射を行なった後、触媒
の活性状態に応じて、さらに第3噴射を行なうものであ
り、前述の第3実施例の機能構成に、触媒活性化判定部
75、第3噴射量設定部76、第3噴射時期設定部77
を追加し、さらに、目標排気温度設定部71、温度上昇
法選定部72の機能を若干変更したものである。In this embodiment, after the second injection is performed, the third injection is further performed according to the activation state of the catalyst. The functional configuration of the third embodiment is different from that of the third embodiment described above. 75, third injection amount setting unit 76, third injection timing setting unit 77
In addition, the functions of the target exhaust gas temperature setting unit 71 and the temperature rise method selection unit 72 are slightly changed.
【0094】触媒活性化判定部75では、排気温センサ
16からの信号により、触媒が活性化温度に達している
か否かを判断し、温度上昇法選定部72に、その結果を
出力する。The catalyst activation determination section 75 determines whether or not the catalyst has reached the activation temperature based on a signal from the exhaust gas temperature sensor 16 and outputs the result to the temperature increase method selection section 72.
【0095】目標排気温度設定部71では、始動時及び
通常時のそれぞれの状態に応じて目標排気温度を設定す
る。この目標排気温度は、冷態始動時においては、触媒
早期活性化のため、一般的に400℃以上であり、一
方、始動時でない通常の場合には、第3実施例において
説明したように、触媒5の仕様等を考慮し、エンジン回
転数Nと基本燃料噴射量Tpとをパラメータとして予め
マップ等に格納されている。The target exhaust gas temperature setting section 71 sets the target exhaust gas temperature in accordance with the state at the time of starting and the state of normal operation. This target exhaust gas temperature is generally 400 ° C. or higher during cold start for early activation of the catalyst. On the other hand, in a normal case not during start, as described in the third embodiment, In consideration of the specifications of the catalyst 5, the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp are stored in advance in a map or the like as parameters.
【0096】温度上昇法選定部72では、目標排気温度
設定部71で設定した目標排気温度を第1の所定温度、
第2の所定温度と比較し、目標排気温度の値により、3
回噴射、2回噴射、点火時期リタードによる排気ガス昇
温の何れかを選択する。本実施例においては、目標排気
温度が第1の所定温度としての400°C以上の冷態始
動時では、3回噴射による排気昇温を選択し、400°
C未満では、第2の所定温度として、第4実施例と同
様、300°Cを境にして2回噴射による排気ガス昇温
と点火時期リタードによる排気ガス昇温との何れかを選
択する。The temperature rise method selection unit 72 sets the target exhaust temperature set by the target exhaust temperature setting unit 71 to a first predetermined temperature,
Compared to the second predetermined temperature , 3
Times injection, double injection, selects what Re of the exhaust gas Atsushi Nobori by an ignition timing retard. In this embodiment, the target exhaust
Cold start at a temperature of 400 ° C. or more as the first predetermined temperature
When moving , select exhaust temperature rise by three injections, 400 °
Is less than C, as the second predetermined temperature, the fourth embodiment in the same <br/> like, 300 ° C what to the exhaust gas Atsushi Nobori by double injection and by an ignition timing retard exhaust gas Atsushi Nobori in the boundary Choose one.
【0097】すなわち、冷態始動時には3回噴射を採用
するので最大の排気ガス昇温効果を得ることができ、そ
れ以外では、2回噴射と点火時期リタードとを適宜選択
することにより、燃料消費率を抑えることができる。ま
た、通常時においても、同じ目標排気温度であっても2
回噴射より3回噴射を行った方が燃費が良くなる場合に
は、3回噴射を選択する。これによって燃料消費率を抑
えることができる。That is, since the three-time injection is employed at the time of the cold start, the maximum exhaust gas temperature increasing effect can be obtained. In other cases, the fuel consumption can be improved by appropriately selecting the two-time injection and the ignition timing retard. The rate can be suppressed. In addition, even at normal time, even if the target exhaust temperature is the same, 2
In the case where fuel consumption is better when three injections are performed than three injections, three injections are selected. As a result, the fuel consumption rate can be reduced.
【0098】そして、上記温度上昇法選定部72で3回
噴射による排気ガス昇温が選択された場合、第2噴射量
設定部55b及び第2噴射時期設定部56bで、それぞ
れ設定される第2噴射量Ti2、第2噴射時期TINJ2に加
え、第3噴射量設定部76、第3噴射時期設定部77
で、それぞれ、第3噴射量Ti3、第3噴射時期TINJ3が
設定される。When the exhaust gas temperature increase by three injections is selected by the temperature increase method selection unit 72, the second injection amount setting unit 55b and the second injection timing setting unit 56b set the second injection amount setting unit 55b. In addition to the injection amount Ti2 and the second injection timing TINJ2, a third injection amount setting unit 76 and a third injection timing setting unit 77
Thus, the third injection amount Ti3 and the third injection timing TINJ3 are set, respectively.
【0099】この場合、第3噴射量Ti3は、前述の第1
実施例において説明したように、第2噴射量Ti2と同じ
か若干多めに設定され、同様に、第3噴射時期TINJ3
は、第2噴射による燃焼が終了する直前に第3噴射の燃
料が筒内に噴射されて着火が可能な上死点後90〜12
0°付近に設定される。In this case, the third injection amount Ti3 is equal to the above-described first injection amount Ti3.
As described in the embodiment, the second injection amount Ti2 is set to be equal to or slightly larger than the second injection amount Ti2.
Is that the fuel of the third injection is injected into the cylinder immediately before the end of the combustion by the second injection to ignite 90 to 12 after the top dead center.
It is set near 0 °.
【0100】本実施例では、第2実施例で説明した主噴
射設定ルーチンを実行後に図17の排気ガス温度上昇ル
ーチンを実行し、3回噴射、2回噴射、点火時期リター
ドのいずれかによる排気ガス昇温を実行する。In this embodiment, after the main injection setting routine described in the second embodiment is executed, the exhaust gas temperature increasing routine shown in FIG. 17 is executed, and the exhaust gas is discharged by one of three injections, two injections, and ignition timing retard. Perform gas heating.
【0101】すなわち、図17のステップS401で、エン
ジン回転数N、基本燃料噴射量Tpを読み込んで運転条
件を検出すると、ステップS402で、水温センサ15から
の信号に基づいて水温を検出し、ステップS403で、始動
条件が成立するか否かを判別する。That is, at step S401 in FIG. 17, when the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp are read and the operating conditions are detected, at step S402 the water temperature is detected based on the signal from the water temperature sensor 15, and In S403, it is determined whether a start condition is satisfied.
【0102】そして、始動条件が成立する始動時の場合
には、ステップS404で、目標排気温度を設定し、ステッ
プS405で、目標排気温度が400°C以上か否かを調べ
る一方、始動時でない場合には、ステップS403からステ
ップS414へ進んで目標排気温度を設定する。If the starting condition is satisfied, the target exhaust temperature is set in step S404, and it is checked in step S405 whether the target exhaust temperature is 400 ° C. or higher. In this case, the process proceeds from step S403 to step S414 to set a target exhaust gas temperature.
【0103】そして、始動時に上記ステップS405で目標
排気温度が400°C未満である場合(通常始動時)に
は、ステップS406で、目標排気温度が300°C以上か
否かを調べる。その結果、300°C以上の場合には、
ステップS407で2回噴射を選択し、ステップS408,S409
で、それぞれ、第2噴射量Ti2、第2噴射時期TINJ2を
設定してルーチンを抜け、300°C未満の場合には、
ステップS410で点火リタードを選択した後、ステップS4
11で点火時期リタード量θRDを設定し、ルーチンを抜け
る。If the target exhaust gas temperature is lower than 400 ° C. at the start in step S405 (normal start), it is checked in step S406 whether the target exhaust gas temperature is 300 ° C. or higher. As a result, when the temperature is 300 ° C. or more,
In step S407, two injections are selected, and steps S408, S409
Then, the second injection amount Ti2 and the second injection timing TINJ2 are set, respectively, and the process exits from the routine.
After selecting ignition retard in step S410, step S4
At 11, the ignition timing retard amount θRD is set, and the routine exits.
【0104】一方、上記ステップS405で、目標排気温度
が400°C以上である場合(冷態始動時)には、上記
ステップS405からステップS412へ進み、第2噴射量Ti
2、第3噴射量Ti3を設定すると、ステップS413で、第
2噴射時期TINJ2、第3噴射時期TINJ3を設定してルー
チンを抜ける。On the other hand, if the target exhaust gas temperature is 400 ° C. or higher (at the time of a cold start) in step S405, the process proceeds from step S405 to step S412, where the second injection amount Ti
2. After setting the third injection amount Ti3, in step S413, the second injection timing TINJ2 and the third injection timing TINJ3 are set and the routine exits.
【0105】これにより、冷態始動時に排気ガス温度を
迅速且つ大幅に上昇させることができ、触媒5の早期活
性化を促進して触媒活性化前に浄化されずに排出される
排気ガスを大幅に少なくすることができるのである。As a result, the temperature of the exhaust gas can be rapidly and significantly increased at the time of a cold start, and the early activation of the catalyst 5 is promoted to greatly reduce the exhaust gas discharged without being purified before the activation of the catalyst. Can be reduced.
【0106】また、通常運転時の場合には上記ステップ
S414で目標排気温度を設定後、さらにステップS415で、
設定された目標排気温度に対し燃料消費率を抑える上で
3回噴射を行うべき実施条件にあるか否かを判断し、3
回噴射実施条件にあると判断される場合には上記ステッ
プS412に進み、第2噴射量Ti2、第3噴射量Ti3を設定
すると、ステップS413で、第2噴射時期TINJ2,第3噴
射時期TINJ3を設定してルーチンを抜ける。In the case of normal operation, the above steps
After setting the target exhaust temperature in S414, further in step S415,
Judgment is made as to whether or not the conditions for performing three injections to suppress the fuel consumption rate with respect to the set target exhaust temperature are satisfied.
If it is determined that the conditions for performing the second injection are satisfied, the process proceeds to step S412, and the second injection amount Ti2 and the third injection amount Ti3 are set. In step S413, the second injection timing TINJ2 and the third injection timing TINJ3 are set. Set and exit the routine.
【0107】一方ステップS415で2回噴射のみ、すなわ
ち3回噴射実施条件にはないと判断される場合には、ス
テップS408,409で、それぞれ、第2噴射量Ti2,第2
噴射時期TINJ2を設定してルーチンを抜ける。これによ
り、触媒の活性を維持しつつ、燃料消費率も抑えること
ができるのである。On the other hand, if it is determined in step S415 that only the two injections are performed, that is, the condition for performing the three injections is not satisfied, the second injection amount Ti2 and the second injection amount Ti2 are determined in steps S408 and S409, respectively.
The injection timing TINJ2 is set and the routine exits. Thus, the fuel consumption rate can be suppressed while maintaining the activity of the catalyst.
【0108】[0108]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、通
常の火花点火による燃焼に続けて再点火なしに確実に後
燃焼を発生させることができ、希薄空燃比での混合気末
端の未燃焼領域をなくし、燃焼効率向上、排気エミッシ
ョンの改善、排気ガス温度の上昇による触媒の早期活性
化と活性維持を図ることができる等優れた効果が得られ
る。As described above, according to the present invention, it is possible to surely generate post-combustion without re-ignition following combustion by normal spark ignition, and to maintain the end of the air-fuel mixture at the lean air-fuel ratio. Excellent effects are obtained, such as elimination of the combustion region, improvement in combustion efficiency, improvement in exhaust emission, and early activation and maintenance of catalyst due to increase in exhaust gas temperature.
【図1】本発明の第1実施例に係り、燃料噴射設定ルー
チンのフローチャートFIG. 1 is a flowchart of a fuel injection setting routine according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同上、エンジン制御系の概略構成図FIG. 2 is a schematic diagram of an engine control system according to the first embodiment;
【図3】同上、電子制御ユニットの機能ブロック図FIG. 3 is a functional block diagram of the electronic control unit according to the first embodiment;
【図4】同上、2回噴射による燃焼過程を模式的に示す
説明図FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a combustion process by two injections according to the first embodiment;
【図5】同上、2回噴射による熱発生パターン発生とN
OX発生との関係を模式的に示す説明図FIG. 5: As above, generation of heat generation pattern by two injections and N
Explanatory diagram schematically showing the relationship with OX generation
【図6】同上、2回噴射実施条件の説明図FIG. 6 is an explanatory diagram of a double injection execution condition according to the first embodiment;
【図7】同上、燃料噴射及び点火のタイミングチャートFIG. 7 is a timing chart of fuel injection and ignition according to the first embodiment;
【図8】同上、排気ガス温度と燃費率との関係を示す説
明図FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relationship between exhaust gas temperature and fuel efficiency.
【図9】本発明の第2実施例に係り、電子制御ユニット
の機能ブロック図FIG. 9 is a functional block diagram of an electronic control unit according to a second embodiment of the present invention.
【図10】同上、主噴射設定ルーチンのフローチャートFIG. 10 is a flowchart of a main injection setting routine according to the second embodiment;
【図11】同上、第2噴射設定ルーチンのフローチャー
トFIG. 11 is a flowchart of a second injection setting routine.
【図12】本発明の第3実施例に係り、電子制御ユニッ
トの機能ブロック図FIG. 12 is a functional block diagram of an electronic control unit according to a third embodiment of the present invention.
【図13】同上、排気ガス温度上昇ルーチンのフローチ
ャートFIG. 13 is a flowchart of an exhaust gas temperature raising routine according to the first embodiment;
【図14】本発明の第4実施例に係り、電子制御ユニッ
トの機能ブロック図FIG. 14 is a functional block diagram of an electronic control unit according to a fourth embodiment of the present invention.
【図15】同上、排気温フィードバックルーチンのフロ
ーチャートFIG. 15 is a flowchart of an exhaust gas temperature feedback routine according to the second embodiment;
【図16】本発明の第5実施例に係り、電子制御ユニッ
トの機能ブロック図FIG. 16 is a functional block diagram of an electronic control unit according to a fifth embodiment of the present invention.
【図17】同上、排気ガス温度上昇ルーチンのフローチ
ャートFIG. 17 is a flowchart of an exhaust gas temperature raising routine according to the third embodiment;
【図18】従来の1回噴射による燃焼過程を模式的に示
す説明図FIG. 18 is an explanatory view schematically showing a combustion process by a conventional single injection.
【図19】従来の1回噴射による熱発生パターン発生と
NOX発生との関係を模式的に示す説明図FIG. 19 is an explanatory view schematically showing the relationship between the heat generation pattern generation and the NOx generation by the conventional single injection.
1 筒内噴射エンジン Ti 主噴射量 TINJ 主噴射時期 Ti1 第1噴射量 TINJ1 第1噴射時期 Ti2 第2噴射量 TINJ2 第2噴射時期 Ti3 第3噴射量 TINJ3 第3噴射時期 1 In-cylinder injection engine Ti Main injection amount TINJ Main injection timing Ti1 First injection amount TINJ1 First injection timing Ti2 Second injection amount TIIN2 Second injection timing Ti3 Third injection amount TIIN3 Third injection timing
Claims (9)
いて主燃焼を行うための主燃料の噴射量を定める主噴射
量を設定すると共に、この主燃料による既燃焼部からの
火炎伝播によって燃焼可能な量の補助燃料の噴射量を設
定する手順と、 上記主噴射量による主燃料を、 吸入行程或いは圧縮行程
において気筒内に噴射し、この主燃料を火花点火により
燃焼させる手順と、 その後、 上記主燃料の燃焼による膨張行程中に上記噴射
量による補助燃料をエンジン回転数及びエンジン負荷に
応じて少なくとも1回以上気筒内に噴射し、既燃焼部か
らの火炎伝播によって未燃焼ガスを燃焼させる手順とを
備えたことを特徴とする筒内噴射エンジンの燃焼制御方
法。1. An engine based on an engine speed and an engine load.
Main injection to determine the main fuel injection amount for performing main combustion
In addition to setting the amount, the main fuel
Set the amount of auxiliary fuel that can be burned by flame propagation.
The main fuel according to the main injection amount and the intake stroke or the compression stroke.
Was injected into the cylinder in a procedure Ru by burning the main fuel by the spark ignition, then, the injection during the expansion stroke due to combustion of the main fuel
Amount of supplementary fuel for engine speed and engine load
Depending was injected at least once within the cylinder, and a procedure for burning the unburned gas by the flame propagation from the burned portion
A method for controlling combustion of a direct injection engine, comprising:
いて主燃焼を行うための第1の燃料の噴射量を定める第
1噴射量を設定すると共に、既燃焼部からの火炎伝播に
よって燃焼可能な量の第2の燃料の噴射量を定める第2
噴射量を設定する手順と、 上記第1噴射量による第1の燃料を、 吸入行程或いは圧
縮行程において気筒内に噴射し、この第1の燃料を火花
点火により燃焼させる手順と、 その後、 上記第1の燃料の燃焼による膨張行程での燃焼
後期であって既燃焼部からの火炎伝播によって着火可能
な時期に、上記第2噴射量による第2の燃料を気筒内に
噴射し、未燃焼ガスを燃焼させる手順とを備えたことを
特徴とする筒内噴射エンジンの燃焼制御方法。2. An engine based on an engine speed and an engine load.
To determine the injection amount of the first fuel for performing the main combustion.
1 In addition to setting the injection amount, the flame propagation from the burned part
Therefore, the second amount that determines the amount of the second fuel that can be burned is determined.
And procedures for setting the injection amount, the first fuel by the first injection amount, and injected into the cylinder in the intake stroke or pressure <br/> compression stroke, Ru the first fuel is burned by spark ignition procedure If, then, the time that can be ignited by flame propagation from the a combustion late combusted portion of the expansion stroke due to combustion of the first fuel injection and the second fuel by the second injection amount into the cylinder and, combustion control method for a cylinder injection engine, characterized in that a procedure for burning unburned gas.
いて主燃焼を行うための第1の燃料の噴射量を定める第
1噴射量を設定すると共に、既燃焼部からの火炎伝播に
よって燃焼可能な量の第2,第3の燃料の噴射量を定め
る第2噴射量,第3噴射量を設定する手順と、 上記第1噴射量による第1の燃料を、 吸入行程或いは圧
縮行程において気筒内に噴射し、この第1の燃料を火花
点火により燃焼させる手順と、 その後、 上記第1の燃料の燃焼による膨張行程での燃焼
後期であって既燃焼部からの火炎伝播によって着火可能
な時期に、上記第2噴射量による第2の燃料を気筒内に
噴射し、再燃焼させる手順と、 上記膨張行程での上記第2の燃料による再燃焼の燃焼後
期に、既燃焼部からの火炎伝播によって着火可能な時期
に、上記第3噴射量による第3の燃料を気筒内に噴射
し、未燃焼ガスを燃焼させる手順とを備えたことを特徴
とする筒内噴射エンジンの燃焼制御方法。3. An engine based on an engine speed and an engine load.
To determine the injection amount of the first fuel for performing the main combustion.
1 In addition to setting the injection amount, the flame propagation from the burned part
Therefore, the amounts of the second and third fuels that can be burned are determined.
Setting the second injection amount and the third injection amount, and injecting the first fuel based on the first injection amount into the cylinder during the intake stroke or the compression stroke . a step of Ru is burned by spark ignition, after which the time can be ignited by flame propagation from the burned part a combustion late in the expansion stroke due to combustion of the first fuel, the second by the second injection amount the second fuel injected into the cylinder, the procedure for re-combustion, the combustion late reburning according to the second fuel in the expansion stroke, time that can be ignited by flame propagation from the burned portion
In, the third fuel by the third injection amount is injected into the cylinder, a combustion control method for a cylinder injection engine, characterized in that a procedure for burning unburned gas.
転領域の触媒の活性化が困難な領域にあるか否かを判断Judgment whether the catalyst is located in the area where it is difficult to activate the catalyst
する手順と、Steps to エンジン運転状態が触媒の活性化が可能な領域にあるとIf the engine operating state is in the area where the catalyst can be activated
きには、1気筒1サイクル当たり1回の燃料噴射を選択One fuel injection per cylinder per cycle
し、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて運転状Operating conditions based on engine speed and engine load.
態に応じた通常の1気筒1サイクル当たり1回の燃焼にOne combustion cycle per cylinder, depending on the condition
見合う量の燃料噴射量を設定して、該燃料噴射量の燃料Set an appropriate amount of fuel injection and set the fuel injection amount
を、吸入行程或いは圧縮行程において気筒内に噴射さIs injected into the cylinder during the intake stroke or the compression stroke.
せ、気筒内に噴射された上記燃料による混合気に着火可To ignite the fuel-air mixture injected into the cylinder.
能な時期に点火を行う手順と、The procedure for igniting when エンジン運転状態が触媒の活性化が困難な領域にあるとIf the engine is operating in an area where catalyst activation is difficult
きには、1気筒1サイクル当たり複数回の燃料噴射を選Multiple fuel injections per cylinder
択し、上記燃料噴射量よりも少量で且つ主燃焼を行うたTo perform the main combustion with a smaller amount than the above fuel injection amount.
めの主噴射量と、該主噴射量よりも少量で且つこの主噴The main injection amount is smaller than the main injection amount and the main injection amount is smaller than the main injection amount.
射燃料による既燃焼部からの火炎伝播によって燃焼可能Can be burned by flame propagation from the burned part by propellant
な量の第2回目或いは第2回目以降の噴射量とを、それThe second or subsequent injection amount
ぞれエンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて設定すSet based on engine speed and engine load, respectively.
る手順と、Steps 触媒の活性化が困難な領域にあるときには、上記主噴射When the catalyst is in an area where activation of the catalyst is difficult, the main injection
量による燃料を吸入行程或いは圧縮行程において気筒内Fuel in the cylinder during the intake or compression stroke
に噴射させ、この主噴射燃料による混合気に着火可能なTo ignite the mixture by the main injection fuel
時期に点火を行い、その後、膨張行程での燃焼後期であIgnition, and then later in the combustion phase of the expansion stroke.
って既燃焼部からの火炎伝播によって着火可能な時期Ignited by flame propagation from the burned part
に、上記第2回目の噴射量による燃料を噴射し、或いはInject the fuel according to the second injection amount, or
第2回目以降の噴射量による燃料を順次噴射する手順とA procedure of sequentially injecting fuel according to the second and subsequent injection amounts;
を備えたことを特徴とする筒内噴射エンジンの燃焼制御Control of in-cylinder injection engine characterized by comprising:
方法。Method.
ときには、上記通常の燃料噴射量よりも少量で且つ主燃Sometimes, the fuel injection amount is smaller than the normal fuel injection amount and the main fuel
焼を行うための主噴射量と、該主噴射量よりも少量で且A main injection amount for performing baking, and a smaller amount than the main injection amount and
つこの主噴射燃料による既燃焼部からの火炎伝播によっThe main injection fuel causes flame propagation from the burned part.
て燃焼可能な量Amount that can be burned の第2回目及び第3回目以降の噴射量とAnd the injection amount after the second and third
を、それぞれエンジン回転数及びエンジン負荷に基づいBased on the engine speed and engine load, respectively.
て設定し、Set 上記主噴射燃料の燃焼による膨張行程での燃焼後期であIn the latter stage of combustion in the expansion stroke due to the combustion of the main injection fuel.
って既燃焼部からの火炎伝播によって着火可能な時期Ignited by flame propagation from the burned part
に、上記第2回目の噴射量による燃料を噴射し、更に、Then, the fuel of the second injection amount is injected,
同じ膨張行程内で既燃焼部からの火炎伝播によって着火Ignition by flame propagation from burned part in the same expansion stroke
可能な時期に第3回目以降の噴射量による燃料を順次噴Inject fuel with the third and subsequent injection quantities sequentially when possible
射することを特徴とする請求項4記載の筒内噴射エンジ5. The in-cylinder injection engine according to claim 4, wherein:
ンの燃焼制御方法。Combustion control method.
いて運転状態に応じた1気筒1サイクル当たり1回の燃One fuel cycle per cylinder according to the operating conditions
焼に見合う量の主噴射量を設定する手順と、A procedure for setting a main injection amount that is commensurate with baking; 上記主噴射量の燃料を、吸入行程或いは圧縮行程においThe main injection amount of fuel is supplied during the intake stroke or the compression stroke.
て気筒内に噴射させ、この主噴射燃料による混合気に着And injected into the cylinder to reach the air-fuel mixture
火可能な時期に点火を行う手順と、A procedure for igniting when it can be fired, エンジン運転状態がエンジン低負荷低回転領域の触媒のWhen the operating condition of the catalyst in the low
活性化が困難な領域にあるか否かを判断する手順と、A procedure for determining whether or not an area is difficult to activate; エンジン運転状態が触媒の活性化が困難な領域にあるとIf the engine is operating in an area where catalyst activation is difficult
きには、1気筒1サイクル当たり2回の燃料噴射を選択Two fuel injections per cylinder per cycle
し、更に、上記主噴射燃料による既燃焼部からの火炎伝Further, the flame transfer from the burned portion by the main injection fuel is performed.
播によって燃焼可能な量の第2回目の噴射量を設定しSet the second injection amount that can be burned by sowing
て、上記主噴射燃料の燃焼による膨張行程での燃焼後期The latter half of the combustion in the expansion stroke due to the combustion of the main injection fuel
であって既燃焼部からの火炎伝播によって着火可能な時And it can be ignited by flame propagation from the burned part
期に、上記第2回目の噴射量による燃料を噴射する手順For injecting fuel with the second injection amount during the period
とを備えたことを特徴とする筒内噴射エンジンの燃焼制Combustion control for a direct injection engine, characterized by comprising:
御方法。Your way.
いて運転状態に応じた1気筒1サイクル当たり1回の燃One fuel cycle per cylinder according to the operating conditions
焼に見合う量の主噴射量を設定する手順と、A procedure for setting a main injection amount that is commensurate with baking; 上記主噴射量の燃料を、吸入行程或いは圧縮行程においThe main injection amount of fuel is supplied during the intake stroke or the compression stroke.
て気筒内に噴射させ、この主噴射燃料による混合気に着And injected into the cylinder to reach the air-fuel mixture
火可能な時期に点火を行う手順と、A procedure for igniting when it can be fired, エンジン運転状態がエンジン低負荷低回転領域の触媒のWhen the operating condition of the catalyst in the low
活性化が困難な領域にあるか否かを判断する手順と、A procedure for determining whether or not an area is difficult to activate; エンジン運転状態が触媒の活性化が困難な領域にあるとIf the engine is operating in an area where catalyst activation is difficult
きには、エンジン運転状態に基づいて排気昇温の目標値The target value of the exhaust gas temperature rise based on the engine operating condition.
としての目標排気温度を設定し、該目標排気温度を所定Set the target exhaust temperature as
温度と比較する手順と、A procedure for comparing with temperature; 上記目標排気温度が所定温度以上のときには、1気筒1When the target exhaust temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, one cylinder 1
サイクル当たり2回の2 times per cycle 燃料噴射を選択して、更に、上記Select fuel injection and
主噴射燃料による既燃焼部からの火炎伝播によって燃焼Combustion by flame propagation from burned part by main injection fuel
可能な量の第2回目の噴射量を設定し、上記主噴射燃料Set the possible second injection quantity and set the main injection fuel
の燃焼による膨張行程での燃焼後期であって既燃焼部かLate combustion in the expansion stroke due to combustion
らの火炎伝播によって着火可能な時期に、上記第2回目During the time when ignition is possible due to the flame propagation,
の噴射量による燃料を噴射する手順と、A procedure for injecting fuel with an injection amount of 上記目標排気温度が所定温度を下回るときには、点火時When the target exhaust temperature is lower than the predetermined temperature,
期の遅角補正を選択して、上記主噴射燃料の噴射時期をSelect the phase retard correction, and adjust the injection timing of the main injection fuel.
遅角すると共に点火時期を遅角補正する手順とを備えたProcedure for retarding the ignition timing and retarding the ignition timing.
ことを特徴とする筒内噴射エンジンの燃焼制御方法。A combustion control method for a direct injection engine.
が実行されているとき、或いは点火時期の遅角補正が行Is being executed or the ignition timing is retarded.
われているときに、排気ガス温度を検出し、該排気ガスWhen the exhaust gas temperature is detected,
温度を上記目標排気温度と比較する手順と、Comparing the temperature with the target exhaust temperature, 1気筒1サイクル当たり2回の燃料噴射の実行下においUnder the execution of two fuel injections per cycle per cylinder
て排気ガス温度が上記目標排気温度に達していないときThe exhaust gas temperature has not reached the target exhaust temperature
には、上記第2回目の噴射量を増量し、一方、点火時期In the meantime, the second injection amount is increased, while the ignition timing
の遅角補正の実行下において排気ガス温度が目標排気温The exhaust gas temperature reaches the target exhaust temperature
度に達していないときには、上記主噴射燃料の噴射時期If not reached, the injection timing of the main injection fuel
及び点火時期を更に遅角補正する手順とを、更に備えたAnd a procedure to further retard the ignition timing.
ことを特徴とする請求項7記載の筒内噴射エンジンの燃The fuel for a direct injection engine according to claim 7, characterized in that:
焼制御方法。Baking control method.
いて運転状態に応じた1気筒1サイクル当たり1回の燃One fuel cycle per cylinder according to the operating conditions
焼に見合う量の主噴射量を設定する手順と、A procedure for setting a main injection amount that is commensurate with baking; 上記主噴射量の燃料を、吸入行程或いは圧縮行程においThe main injection amount of fuel is supplied during the intake stroke or the compression stroke.
て気筒内に噴射させ、この主噴射燃料による混合気に着And injected into the cylinder to reach the air-fuel mixture
火可能な時期に点火を行う手順と、A procedure for igniting when it can be fired, エンジン運転状態に基づいて排気昇温の目標値としてのThe target value of the exhaust gas temperature rise based on the engine operating state
目標排気温度を設定する手順と、A procedure for setting a target exhaust temperature; エンジン始動時か通常運転時かを判断する手順と、A procedure for determining whether to start the engine or normal operation, エンジン始動時には、上記目標排気温度を第1の所定温When the engine is started, the target exhaust temperature is set to a first predetermined temperature.
度と比較してエンジン冷態始動か否かを判断する手順To judge whether or not the engine is cold starting by comparing the temperature
と、When, エンジン冷態始動を除くエンジン始動時には、上記目標When starting the engine, except for starting the engine cold,
排気温度を上記第1の所定温度よりも低い第2の所定温A second predetermined temperature lower than the first predetermined temperature;
度と比較する手順と、Steps to compare with degrees, 通常運転時には、上記目標排気温度に対し燃料消費率をDuring normal operation, the fuel consumption rate is
抑える上で3回噴射を行うべき実施条件にあるか否かをWhether it is in the condition to perform three injections in order to suppress
判断する手順と、The steps to determine エンジン冷態始動時、或いは通常運転時で3回噴射実施Injected three times during cold start of engine or during normal operation
条件にあるときには、1気筒1サイクル当たり3回の燃Under these conditions, three fuel cycles per cylinder
料噴射を選択して、更に、上記主噴射燃料による既燃焼Fuel injection, and further burned by the main injection fuel
部からの火炎伝播によって燃焼可能な量の第2回目及びThe second time the amount that can be burned by the flame propagation from the part and
第3回目の噴射量を設定し、上記主噴射燃料の燃焼によThe third injection amount is set, and the amount of combustion of the main injection fuel is set.
る膨張行程での燃焼後期であって既燃焼部からの火炎伝In the later stage of combustion in the expansion stroke
播によって着火可能な時期に、上記第2回目の噴射量にAt the time when ignition is possible by sowing,
よる燃料を噴射し、その後、同じ膨張行程内で既燃焼部And then in the same expansion stroke,
からの火炎伝播によって着火可能な時期に第3回目の噴3rd injection at a time when ignition is possible due to flame propagation from
射量による燃料を噴射する手順と、A procedure for injecting fuel by the amount of radiation; エンジン冷態始動を除くエンジン始動時で且つ目標排気Exhaust and target exhaust at engine start except cold start
温度が第2の所定温度以上の時、或いは通常運転時で3When the temperature is equal to or higher than the second predetermined temperature or during normal operation, 3
回噴射実施条件の非成立時には、1気筒1サイクル当たWhen the injection condition is not satisfied, one cylinder and one cycle
り2回の燃料噴射を選択して、上記主噴射燃料による既2 fuel injections and select the fuel injection
燃焼部からの火炎伝播によって燃焼可能な量の第2回目The second time the amount that can be burned by the flame propagation from the combustion part
の噴射量を設定し、上記主噴射燃料の燃焼による膨張行The injection amount is set, and the expansion
程での燃焼後期であって既燃焼部からの火炎伝播によっAt the later stage of combustion, and due to the propagation of flame from the burned part.
て着火可能な時期に、上記第2回目の噴射量による燃料When the fuel can be ignited by the second injection amount
を噴射する手順と、A procedure for injecting エンジン冷態始動を除くエンジン始動時で且つ目標排気Exhaust and target exhaust at engine start except cold start
温度が第2の所定温度を下回るときには、点火時期の遅When the temperature falls below the second predetermined temperature, the ignition timing is retarded.
角補正を選択して、上記主噴射燃料の噴射時期を遅角すSelect angle correction to delay the injection timing of the main injection fuel.
ると共に点火時期を遅角補正する手順とを備えたことをAnd a procedure for retarding the ignition timing.
特徴とする筒内噴射エンジンの燃焼制御方法。A method for controlling combustion of a direct injection engine.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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