JP3514083B2 - 筒内直接噴射式火花点火エンジン - Google Patents

筒内直接噴射式火花点火エンジン

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JP3514083B2
JP3514083B2 JP20564097A JP20564097A JP3514083B2 JP 3514083 B2 JP3514083 B2 JP 3514083B2 JP 20564097 A JP20564097 A JP 20564097A JP 20564097 A JP20564097 A JP 20564097A JP 3514083 B2 JP3514083 B2 JP 3514083B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は筒内直接噴射式火
花点火エンジン、特に筒内のスワールを可変制御するも
のに関する。
【０００２】
【従来の技術】筒内（シリンダ内）のスワール強さを調
整可能な手段を備える一方で、ピストン頂部に凹部を形
成するとともにこの凹部の周縁部と対向するシリンダヘ
ッド位置に点火プラグを、また噴射燃料がこの点火プラ
グに直接かからないように燃焼室に臨んで燃料インジェ
クタをそれぞれ配置した筒内直接噴射式火花点火エンジ
ンにおいて、エンジンの低負荷時には上記のスワール強
さ調整手段によってスワールを強めるとともに燃料イン
ジェクタから圧縮行程の後半で燃料を噴射することで、
点火プラグ回りにのみ可燃混合気を集めて燃焼（成層燃
焼）させ、これに対して高負荷時になると、スワールを
弱めるとともに吸気行程で燃料を噴射することにより燃
料と空気を予混合して燃焼室全域に均質的な混合気層を
形成させるようにしたものがある（特開平２−１２５９
１１号参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、成層燃焼域
においてスワール強さを切換えるとこれに伴って燃焼状
態が変化し、運転性に影響するので、燃焼状態が切換わ
るときの切換ショックをなくすためにはスワール強さを
徐々に変化させなけれならない。
【０００４】しかしながら、従来装置のように負荷に応
じてスワール強さを変化させるのでは、たとえば成層燃
焼域で急激な加減速を繰り返す場合に負荷は大きくステ
ップ的に大小変化するので、スワール強さの変化（燃焼
状態の変化）が急激となり、運転性が悪化してしまう。
かといって、成層燃焼域での急激な加減速時にスワール
強さだけを徐々に変化させたのでは、負荷の大小とスワ
ール強さの強弱とがマッチングしない事態が起こりう
る。
【０００５】また、運転域を成層燃焼域と均質燃焼域と
に分割するだけでなく、さらに均質燃焼域をリーン空燃
比域と理論空燃比域（あるいは出力空燃比域）に分割す
るものでは３つの異なる燃焼形態を持ち、成層燃焼域か
ら均質燃焼域のうちのリーン空燃比域へ、さらにこのリ
ーン空燃比域から理論空燃比域へと運転条件が変化する
とき、成層燃焼域では徐々にスワールを弱め、均質リー
ンになると直ちにスワールを強め、理論空燃比域になる
とスワールを再び弱める必要があり、燃焼形態の切換の
たびにスワール強さが大きく変化する。したがって、負
荷の変化で成層燃焼域から均質燃焼域かつリーン空燃比
域へと移行し、さらにこのリーン空燃比域から理論空燃
比域へと移行する場合にも、負荷に応じてスワール強さ
を切換えたのではスワール強さの変化が急激となり、運
転性が悪化する。
【０００６】そこで本発明は、急激な変化の比較的少な
いエンジン回転数に応じてスワール強さを可変制御する
ことにより、急激な加減速を行っても燃焼状態が急激に
変化することがないようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明では、図１６
に示すように、スワール強さを調整可能な手段４１を備
える筒内直接噴射式火花点火エンジンにおいて、成層燃
焼域であるかどうかを判定する手段４２と、この判定結
果より成層燃焼域であるときに、エンジン負荷の変化に
対し前記スワール強さ調整手段の状態を固定するととも
に、エンジン回転数の変化に応じて前記スワール強さ調
整手段を用いスワール強さを変化させる手段４３とを設
けた。
【０００８】第２の発明では、第１の発明において前記
成層燃焼域より高回転側に均質燃焼域かつリーン空燃比
域をもち、回転数の上昇により前記成層燃焼域からこの
均質燃焼域かつリーン空燃比域へと移行したときスワー
ル強さを大きくする。
【０００９】第３の発明では、第２の発明において前記
均質燃焼域かつリーン空燃比域より高回転側に均質燃焼
域かつ理論空燃比域をもち、回転数の上昇により前記均
質燃焼域かつリーン空燃比域からこの均質燃焼域かつ理
論空燃比域へと移行したときスワール強さを小さくする
かまたはスワールをなくす。
【００１０】第４の発明では、第２の発明において前記
均質燃焼域かつリーン空燃比域より高回転側に均質燃焼
域かつ出力空燃比域をもち、回転数の上昇により前記均
質燃焼域かつリーン空燃比域からこの均質燃焼域かつ出
力空燃比域へと移行したときスワール強さを小さくする
かまたはスワールをなくす。
【００１１】第５の発明では、第１の発明において前記
成層燃焼域より高回転側に均質燃焼域かつリーン空燃比
域と均質燃焼域かつ理論空燃比域とをこの順にもち、回
転数の上昇により前記成層燃焼域から前記均質燃焼域か
つリーン空燃比域へと移行したときスワール強さを大き
くするとともに、回転数の上昇により前記均質燃焼域か
つリーン空燃比域から前記均質燃焼域かつ理論空燃比域
へと移行したときスワール強さを小さくするかまたはス
ワールをなくす。
【００１２】第６の発明では、第１の発明において前記
成層燃焼域より高回転側に均質燃焼域かつリーン空燃比
域と均質燃焼域かつ出力空燃比域とをこの順にもち、回
転数の上昇により前記成層燃焼域から前記均質燃焼域か
つリーン空燃比域へと移行したときスワール強さを大き
くするとともに、回転数の上昇により前記均質燃焼域か
つリーン空燃比域から前記均質燃焼域かつ出力空燃比域
へと移行したときスワール強さを小さくするかまたはス
ワールをなくす。
【００１３】第７の発明では、第１から第６までのいず
れか一つの発明において前記成層燃焼域での低回転時に
スワール強さを大きくし、回転数が上昇するにつれてス
ワール強さを小さくする。
【００１４】第８の発明では、第１から第６までのいず
れか一つの発明において前記成層燃焼域での低回転時と
それ以外の回転時とでスワール強さをステップ的に切換
える。
【００１５】
【発明の効果】第１の発明では、成層燃焼域において、
急激な変化の起こりうる負荷に応じてスワール強さを変
化させるのでなく、急激な変化の少ない回転数に応じて
スワール強さを変化させるようにしたので、成層燃焼域
で急激な加減速を行っても、燃焼状態が急激に変化する
ことがなく、運転性への影響を小さなものとすることが
できる。
【００１６】第５と第６の発明では、回転数の上昇によ
り成層燃焼域から均質燃焼域かつ燃焼が遅いリーン空燃
比域へと移行したときスワール強さが大きくされ、さら
に回転数が上昇してリーン空燃比域から燃焼が早くなる
理論空燃比域や出力空燃比域へと移行したときスワール
強さが小さくされるまたはスワールがなくされる。この
ように、第５と第６の各発明では、燃焼状態の異なる領
域間でのスワール強さを切換えをエンジン回転数により
行うので、回転数の変化に伴う燃焼状態の異なる領域間
での切換時にも、燃焼状態が急激に変化することがな
い。
【００１７】成層燃焼は比較的濃い混合気を点火プラグ
回りに集めて燃焼させるものであるが、低回転時は、ス
ワールが弱いため混合気が点火プラグに到達するまでに
時間がかかり、安定した燃焼が得られない。よって、低
回転時は噴射燃料を空気と混合しつつ、その混合気を点
火プラグの回りに速やかに輸送するためスワールを強く
しなければならない。また、スワールは回転数の上昇と
ともに強くなるため中回転側にも低回転時と同じスワー
ル強さを与えたのでは、スワールが強くて燃料と空気が
過剰に混合し、点火プラグ付近の空燃比が薄くなりすぎ
てしまい、やはり安定した燃焼が得られない。よって、
中回転側にかけてはスワールを弱くする必要がある。た
だし、燃焼安定性とスワール強さ（スワール比）の関係
においては、エンジン回転数により定まる最適なスワー
ル比が存在するので（図６、図７参照）、低回転時のス
ワール強さがむやみに大きくなったり、また中回転側で
のスワール強さがむやみに小さくなることはなく、成層
燃焼域での全回転数に対して所定の幅をもったスワール
強さの特性として得られる。
【００１８】このように第７の発明では、成層燃焼域に
おいて、低回転時にスワール強さを大きくし、回転が上
昇するにつれてスワール強さを小さくするので、成層燃
焼域での燃焼を常に安定したものとすることができ、こ
れによって、成層燃焼域で急激な加減速を行っても、安
定した燃焼により運転性を良好に保つことができる。
【００１９】第８の発明では、成層燃焼域でのスワール
強さを低回転時とそれ以外の回転時とでステップ的に切
換えるので、 スワール強さを調整可能な手段の駆動方
法が簡単になり、より安価なシステムを実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１と図２はそれぞれエンジンの
概略の断面図と平面図である。こうした構成そのものは
すでに提案されており（特願平８−３１２０４５号参
照）、この構成そのものに本発明の要部はないので、そ
のあらましを説明する。
【００２１】図１、図２において、１はシリンダブロッ
ク、２はシリンダ、３はピストン、４はシリンダヘッ
ド、５はペントルーフ型の燃焼室である。
【００２２】シリンダヘッド４内に設けられる一対の吸
気ポート７、８と排気ポート（図示せず）は、インテー
クマニホールド（図示せず）の取付け位置が高くなるこ
とを抑えるため、シリンダ２の中心線Ｏに対して大きく
傾斜して開口され、その開口部に吸気バルブ９、１０と
排気バルブ１１、１２が配設されている。
【００２３】シリンダヘッド４にはまた点火プラグ６と
インジェクタ１３とがともに燃焼室５に臨んで設けられ
る。このうち点火プラグ６はシリンダ２の中心線Ｏと同
軸上よりも若干シフトして位置するのに対して、インジ
ェクタ１３は図１において吸気バルブ９、１０の側方で
かつ図２において一対の吸気バルブ９、１０の間に位置
している。
【００２４】図１に示すように、ピストン３冠部には、
前記ペントルーフ型の燃焼室天井に対向してルーフ状の
傾斜面１５、１６が、また皿状に窪むキャビティ１７が
シリンダ２の中心線Ｏに対してインジェクタ１３側に偏
心して形成される。詳しくは、シリンダ２の中心線Ｏと
直交する平面のキャビティ底面１８と、キャビティ底面
１８の外周から逆円錐面状に拡がるキャビティ側壁１９
によってキャビティ１７が画成され、キャビティ側壁１
９はそのシリンダ２の中心線Ｏに対する所定の傾斜角を
もって形成される。キャビティ１７はまた、シリンダ２
の中心線Ｏよりも排気バルブ１１、１２側に位置するル
ーフ稜線１４の中央部を削除するように形成されること
で、成層燃焼域ではインジェクタ１３からの燃料噴霧を
点火プラグ６の近傍に集めるようになっている。
【００２５】このようにして形成されるピストン３の形
状は、燃焼室５および排気ポートとともに、シリンダ中
心面Ｃについて対称的に、かつ一方の吸気ポート７のほ
うが他方の吸気ポート８よりもシリンダ中心面Ｃに対し
て角度を持って形成され、各吸気ポート７、８に均等に
分流してシリンダ２内に流入する吸気流により、燃焼室
天井壁の排気ポート側傾斜面５ａとこれに連接するシリ
ンダ２の壁面に沿って下降して旋回するタンブルがシリ
ンダ２内に生起される。
【００２６】上記のインジェクタ１３は、その燃料噴射
方向がキャビティ１７に対向し、かつ円錐状に拡がる燃
料噴霧Ｆが点火プラグ６に直接当たらないように、図１
において下向きに傾斜させて設けられ、成層燃焼域でピ
ストン３が上昇する圧縮行程の後半でこのインジェクタ
１３が開いて燃料が噴射されたとき、その燃料噴霧の大
部分がキャビティ１７内に納まるようにインジェクタ１
３の噴霧頂角が所定の範囲となるようにされている。ま
た、均質燃焼域ではピストン３が下降する吸気行程で燃
料噴射が行われる。
【００２７】このように、成層燃焼と均質燃焼の各燃焼
状態により異なる燃料噴射時期のほか、各燃焼状態に対
応して点火時期と燃料噴射量を制御するため、図３に示
したようにコントロールユニット３１を備える。エアフ
ローメータ３２からの吸入空気量信号、水温センサ３３
からの水温信号、クランク角センサ３４からの回転数信
号が入力されるコントロールユニット３１では、これら
の信号に基づいてどのような燃焼を行う運転域であるの
かを判定し、それぞれの燃焼状態に応じた燃料噴射量お
よび点火時期を演算してインジェクタ６と点火プラグに
制御信号を出力する。
【００２８】ここで、運転条件に応じた各燃焼域を図４
に示すと、まず成層燃焼域は低回転より中回転までの回
転域（かつ低負荷より中負荷までの負荷域）である。こ
れは、高回転域になると多量の吸入空気量によってシリ
ンダ内における空気の乱れが大きくなるので、高回転域
でも圧縮行程で燃料を噴射したのでは、可燃混合気を点
火プラグの回りに集めることができず、かえって燃焼が
悪化させてしまうからである。つまり、高回転域は吸気
行程で燃料噴射を行う均質燃焼のほうが適しているの
で、成層燃焼域は低中回転域に限られるのである。
【００２９】これに対して、均質燃焼は吸気行程で噴射
した燃料をシリンダ内で空気と均一に混合したあとで燃
焼させるものであるが、この均質燃焼域は空燃比が２０
〜２５といったリーンな空燃比域と理論空燃比域とに分
けられている（前者ではエンジンの出力より燃費を優先
させ、後者では燃費より出力を優先する）。なお、正確
には、理論空燃比域で示す領域のうち最大回転数の付近
に出力空燃比域があり、この出力空燃比域では理論空燃
比よりもさらにリッチ側の空燃比で運転される。
【００３０】図２に示したように、一方の吸気ポート７
ａ上流の分岐吸気通路２１には、バタフライ状のスワー
ルコントロールバルブ２３を備える。このバルブ２３は
ステップモータからなるアクチュエータ２４（図３参
照）により駆動されるもので、分岐吸気通路２１の流路
面積を絞るほど他方の分岐吸気通路２２からシリンダ２
に流入する吸気量の割合が増え、シリンダ２内にスワー
ルが生起される。このため、シリンダ２に生起される旋
回流は、シリンダ５の中心線Ｏを中心に旋回するこのス
ワール成分と、シリンダ５の中心線Ｏと直交する軸を中
心に旋回する上記のタンブル成分とを有し、特に成層燃
焼域においてはスワール比を略３以上に、かつスワール
比をタンブル比の略１．５倍以上に設定することで、図
２においてキャビティ１７内に白抜き矢印で示す反時計
回りの旋回流が生起される。ここで、スワール比とタン
ブル比はクランクシャフトが１回転する間における各旋
回流の回転数である。
【００３１】さて、成層燃焼域において、スワール強さ
を切換えるとこれに伴って燃焼状態が変化し、運転性に
大きく影響するので、燃焼状態が切換わるときの切換シ
ョックをなくすためにはスワール強さを徐々に変化させ
なけれならない。
【００３２】しかしながら、従来装置のように負荷に応
じてスワール強さを変化させるのでは、たとえば成層燃
焼時に急激な加減速を繰り返す場合にスワール強さの変
化（燃焼状態の変化）が急激となり、運転性が悪化して
しまう。
【００３３】また、運転域を成層燃焼域と均質燃焼域と
に分割するだけでなく、さらに均質燃焼域をリーン空燃
比域と理論空燃比域（あるいは出力空燃比域）に分割す
るものでは３つの異なる燃焼形態を持ち、成層燃焼域か
ら均質燃焼域のうちのリーン空燃比域へ、さらにこのリ
ーン空燃比域から理論空燃比域へと運転条件が変化する
とき、成層燃焼域では徐々にスワールを弱め、均質リー
ンになると直ちにスワールを強め、理論空燃比域になる
とスワールを再び弱める必要があり、燃焼形態の切換の
たびにスワール強さが大きく変化する。したがって、負
荷の変化で成層燃焼域から均質燃焼域かつリーン空燃比
域へと移行し、さらにこのリーン空燃比域から理論空燃
比域へと移行する場合にも、負荷に応じてスワール強さ
を切換えたのではスワール強さの変化が急激となり、運
転性が悪化する。
【００３４】これに対処するため本発明の第１実施形態
では、急激な変化の比較的少ないエンジン回転数に応じ
てスワール強さを可変制御する。詳細には成層燃焼域に
おいて図５に示したように低回転時にスワールを強め、
回転数が上昇するのにつれてスワールを弱める方向にス
ワールコントロールバルブ開度を制御する。
【００３５】また、回転数の上昇により成層燃焼域から
均質燃焼域かつリーン空燃比域へと移行し、さらにこの
リーン空燃比域から理論空燃比域へと移行する場合に、
燃焼状態の異なる領域間でのスワール強さを切換えをエ
ンジン回転数により行う。
【００３６】まず、成層燃焼域において低回転時にスワ
ールを強め、回転数の上昇にしたがってスワールを弱め
るようにした理由は次の通りである。
【００３７】成層燃焼は比較的濃い混合気を点火プラグ
６の回りに集めて燃焼させるものであるが、低回転時
は、スワールが弱いため混合気が点火プラグ６に到達す
るまでに時間がかかり、安定した燃焼が得られない。よ
って、低回転時は噴射燃料を空気と混合しつつ、その混
合気を点火プラグ６の回りに速やかに輸送するためスワ
ールを強くしなければならない。また、スワールは回転
数の上昇とともに大きくなるため中回転時にも低回転時
と同じスワール強さを与えたのでは、スワールが強くて
燃料と空気が過剰に混合し、点火プラグ６付近の空燃比
が薄くなりすぎてしまい、やはり安定した燃焼が得られ
ない。よって、中回転時にはスワールを弱くする必要が
ある。ただし、燃焼安定性とスワール強さ（スワール
比）の関係においては、エンジン回転数により定まる最
適なスワール比が存在するので（図６、図７参照）、低
回転時のスワール比がむやみに大きくなったり、また中
回転時のスワール比がむやみに小さくなることはなく、
図５に示したように成層燃焼域での全回転数に対して所
定の幅をもったスワール比の特性として得られるのであ
る。
【００３８】ここで、スワール比とスワールコントロー
ルバルブ開度との間には図８に示す関係があるので、こ
れを用いて図５の特性を回転数とスワールコントロール
バルブ開度の関係に直すと、図９の特性が得られる。
【００３９】コントロールユニット３５では、成層燃焼
域になると、エンジン回転数から図９を内容とするテー
ブルを検索してスワールコントロールバルブ開度（目標
開度）を求め、スワールコントロールバルブ２３がこの
開度となるようにアクチュエータ２４を駆動する。
【００４０】コントロールユニット３５ではまた、図４
において回転数の上昇により成層燃焼域から均質燃焼域
のうちのリーン空燃比域へと移行するとき、スワールコ
ントロールバルブ２３を最小の開度（ほぼ全閉状態）に
してスワールを強め、さらに回転数が上昇して理論空燃
比域（および出力空燃比域）に移行するときスワールを
なくすためスワールコントロールバルブ２３を全開状態
にする。
【００４１】ここで、第１実施形態の作用効果を説明す
る。
【００４２】図４においてエンジンの運転状態が線ａに
沿うときのスワールコントロールバルブ開度は、図１０
に示すようになる。つまり、成層燃焼域において低回転
時に小さく、回転数の上昇とともに大きくなる。
【００４３】これに対して、図４において線ｂ１に沿う
とき回転数は変化しない。したがって、このときのスワ
ールコントロールバルブ開度は図１１のように成層燃焼
域でほぼ全閉状態に固定される。同じく成層燃焼域にお
いて回転数が一定のときの変化でも、図４において線ｂ
２に沿うときは、図１２のように所定のバルブ開度に固
定される。
【００４４】このように、第１実施形態では、成層燃焼
域において、急激な変化の起こりうる負荷に応じてスワ
ールコントロールバルブ開度を変化させるのでなく、急
激な変化の少ない回転数に応じてスワールコントロール
バルブ開度を制御するようにしたので、成層燃焼域で急
激な加減速を繰り返しても燃焼状態が急激に変化するこ
とがなく、運転性への影響を小さなものとすることがで
きる。
【００４５】また、成層燃焼域において、低回転時にス
ワール強さを大きくし、回転が上昇するにつれてスワー
ル強さを小さくするので、成層燃焼域での燃焼を常に安
定したものとすることができ、これによって、成層燃焼
域で急激な加減速を行っても、安定した燃焼により運転
性を良好に保つことができる。
【００４６】一方、負荷同一で成層燃焼域から均質燃焼
域のうちのリーン空燃比域へと移行し、さらにこのリー
ン空燃比域から理論空燃比域（あるいは出力空燃比域）
へと移行するとき、スワールコントロールバルブ開度は
均質燃焼域のうちリーン空燃比域で全閉状態、理論空燃
比域（あるいは出力空燃比域）で全開状態へとそれぞれ
切換わる（図１０参照）。
【００４７】このように、回転数の変化により燃焼状態
の異なる領域間を移行する場合に燃焼状態の大きく異な
る領域間でのスワール強さの切換をエンジン回転数によ
り行うので、回転数の変化に伴う燃焼状態の異なる領域
間での切換時にも、燃焼状態が急激に変化することがな
い。
【００４８】図１３、図１４、図１５は第２実施形態
で、それぞれ第１実施形態の図５、図９、図１０に対応
する。
【００４９】この実施形態は、成層燃焼域でのスワール
強さを低回転時とそれ以外とで２段階にしたものであ
る。この結果、アクチュエータ２４の駆動方法が簡単に
なり、精密なステップモータでなくとも制御が可能とな
るので、より安価なシステムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のエンジンの概略断面図である。
【図２】同じくエンジンの概略平面図である。
【図３】実施形態の制御システム図である。
【図４】燃焼状態の違いを示す領域図である。
【図５】成層燃焼域での回転数に対するスワール比の特
性図である。
【図６】成層燃焼域かつ低回転時のスワール比に対する
燃焼安定性の特性図である。
【図７】成層燃焼域かつ中回転時のスワール比に対する
燃焼安定性の特性図である。
【図８】スワールコントロールバルブ開度に対するスワ
ール比の特性図である。
【図９】成層燃焼域での回転数に対するスワールコント
ロールバルブ開度の特性図である。
【図１０】所定の負荷条件時におけるスワールコントロ
ールバルブ開度の特性図である。
【図１１】低回転時におけるスワールコントロールバル
ブ開度の特性図である。
【図１２】中回転時におけるスワールコントロールバル
ブ開度の特性図である。
【図１３】第２実施形態の成層燃焼域での回転数に対す
るスワール比の特性図である。
【図１４】第２実施形態の成層燃焼域での回転数に対す
るスワールコントロールバルブ開度の特性図である。
【図１５】第２実施形態の所定の負荷条件時におけるス
ワールコントロールバルブ開度の特性図である。
【図１６】第１の発明のクレーム対応図である。
【符号の説明】
２ シリンダ ３ ピストン ５ 燃焼室 ６ 点火プラグ ７、８ 吸気ポート １３ インジェクタ １７ キャビティ ２３ スワールコントロールバルブ ３１ コントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２Ａ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０Ａ 69/00 ３６０ 69/00 ３６０Ｃ (56)参考文献 特開 平５−256142（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−214989（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−158767（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−195839（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−293260（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−36926（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−299497（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−36721（ＪＰ，Ａ) 特公 平５−59272（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 31/02 F02B 17/00 F02D 9/02 F02D 41/02 301 F02D 41/04 305 F02D 45/00 312 F02M 61/14 310 F02M 69/00 360

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】スワール強さを調整可能な手段を備える筒
    内直接項射式火花点火エンジンにおいて、 成層燃焼域であるかどうかを判定する手段と、 この判定結果より成層燃焼域であるときに、エンジン負
    荷の変化に対し前記スワール強さ調整手段の状態を固定
    するとともに、エンジン回転数の変化に応じて前記スワ
    ール強さ調整手段を用いスワール強さを変化させる手段
    とを設けたことを特徴とする筒内直接噴射式火花点火エ
    ンジン。
  2. 【請求項２】前記成層燃焼域より高回転側に均質燃焼域
    かつリーン空燃比域をもち、回転数の上昇により前記成
    層燃焼域からこの均質燃焼域かつリーン空燃比域へと移
    行したときスワール強さを大きくすることを特徴とする
    請求項１に記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。
  3. 【請求項３】前記均質燃焼域かつリーン空燃比域より高
    回転側に均質燃焼域かつ理論空燃比域をもち、回転数の
    上昇により前記均質燃焼域かつリーン空燃比域からこの
    均質燃焼域かつ理論空燃比域へと移行したときスワール
    強さを小さくするかまたはスワールをなくすことを特徴
    とする請求項２に記載の筒内直接噴射式火花点火エンジ
    ン。
  4. 【請求項４】前記均質燃焼域かつリーン空燃比域より高
    回転側に均質燃焼域かつ出力空燃比域をもち、回転数の
    上昇により前記均質燃焼域かつリーン空燃比域からこの
    均質燃焼域かつ出力空燃比域へと移行したときスワール
    強さを小さくするかまたはスワールをなくすことを特徴
    とする請求項２に記載の筒内直接噴射式火花点火エンジ
    ン。
  5. 【請求項５】前記成層燃焼域より高回転側に均質燃焼域
    かつリーン空燃比域と均質燃焼域かつ理論空燃比域とを
    この順にもち、回転数の上昇により前記成層燃焼域から
    前記均質燃焼域かつリーン空燃比域へと移行したときス
    ワール強さを大きくするとともに、回転数の上昇により
    前記均質燃焼域かつリーン空燃比域から前記均質燃焼域
    かつ理論空燃比域へと移行したときスワール強さを小さ
    くするかまたはスワールをなくすことを特徴とする請求
    項１に記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。
  6. 【請求項６】前記成層燃焼域より高回転側に均質燃焼域
    かつリーン空燃比域と均質燃焼域かつ出力空燃比域とを
    この順にもち、回転数の上昇により前記成層燃焼域から
    前記均質燃焼域かつリーン空燃比域へと移行したときス
    ワール強さを大きくするとともに、回転数の上昇により
    前記均質燃焼域かつリーン空燃比域から前記均質燃焼域
    かつ出力空燃比域へと移行したときスワール強さを小さ
    くするかまたはスワールをなくすことを特徴とする請求
    項１に記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。
  7. 【請求項７】前記成層燃焼域での低回転時にスワール強
    さを大きくし、回転数が上昇するにつれてスワール強さ
    を小さくすることを特徴とする請求項１から６までのい
    ずれか一つに記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。
  8. 【請求項８】前記成層燃焼域での低回転時とそれ以外の
    回転時とでスワール強さをステップ的に切換えることを
    特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の
    筒内直接噴射式火花点火エンジン。
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