JP4702214B2 - Start control device for in-cylinder internal combustion engine - Google Patents

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Description

この発明は、スプレーガイド方式の筒内噴射式内燃機関の始動制御装置に関し、更に詳しくは、燃料の気化促進と壁面付着低減を図ることにより、始動性とエミッションを向上することができる筒内噴射式内燃機関の始動制御装置に関する。   The present invention relates to a start control device for a spray guide type in-cylinder injection internal combustion engine, and more particularly, in-cylinder injection that can improve startability and emission by promoting fuel vaporization and reducing wall surface adhesion. The present invention relates to a start control device for an internal combustion engine.

燃焼室内に燃料噴射弁により燃料を直接噴射する筒内噴射式内燃機関が知られている。この筒内噴射式内燃機関において、燃焼室上壁の中央部に燃料噴射弁からの燃料噴霧中または燃料噴霧稜線近傍に位置するように点火プラグの電極部をレイアウトし、燃料噴射中または噴射直後の燃料噴霧に直接点火を行うスプレーガイド方式と呼ばれる技術が知られている。   A cylinder injection type internal combustion engine in which fuel is directly injected into a combustion chamber by a fuel injection valve is known. In this in-cylinder internal combustion engine, the electrode portion of the spark plug is laid out at the center of the upper wall of the combustion chamber so as to be located in the vicinity of the fuel spray from the fuel injection valve or in the vicinity of the fuel spray ridgeline. A technique called a spray guide system that directly ignites the fuel spray is known.

このような筒内噴射式内燃機関は、少なくとも機関低負荷時において、圧縮行程で燃料を噴射して点火プラグ回りだけに着火性の良好な混合気を形成することにより、着火性を確保して筒内全体としてはリーンな混合気の燃焼を可能とする成層燃焼を実施するものである。これにより、燃費の向上、炭化水素（ＨＣ）の低減、スモークの抑制等の効果を得ることができる。   Such an in-cylinder injection internal combustion engine ensures ignitability by injecting fuel in the compression stroke at least when the engine is under a low load to form an air-fuel mixture having good ignitability only around the spark plug. As a whole in the cylinder, stratified combustion is performed to enable lean air-fuel mixture combustion. Thereby, effects such as improvement in fuel consumption, reduction of hydrocarbon (HC), suppression of smoke, and the like can be obtained.

しかしながら、機関の冷間始動時にこのような成層燃焼を実施しようとしても、圧縮行程に噴射された燃料は、筒内温度が低いために点火までの短い時間では十分に気化せず、点火プラグ回りに着火性の良好な混合気を形成することができない。   However, even when trying to perform such stratified combustion at the time of cold start of the engine, the fuel injected in the compression stroke is not sufficiently vaporized in the short time until ignition because the in-cylinder temperature is low, and around the spark plug It is impossible to form an air-fuel mixture with good ignitability.

そこで、冷間始動時の着火性を確保するために、冷間始動時に正規の燃料噴射が開始された後に点火が開始される筒内噴射式火内燃機関において、上記正規の燃料噴射（メイン噴射）に先立って、ピストンが下死点を中心とするクランク角度ほぼ１８０°の範囲内である時に予備燃料噴射（パイロット噴射）を実施する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）   Therefore, in order to ensure the ignitability at the cold start, in the direct injection internal combustion engine in which ignition is started after the normal fuel injection is started at the cold start, the normal fuel injection (main injection) Prior to this, a technique has been proposed in which preliminary fuel injection (pilot injection) is performed when the piston is within a range of a crank angle of approximately 180 ° centered at bottom dead center (see, for example, Patent Document 1).

なお、関連する公知技術として、内燃機関の始動時、特にウォームスタート時の混合物形成を改良するために、内燃機関の始動段階開始前の第１の混合物形成のために燃焼室内で必要とされる燃料質量を、複数回の連続した燃料噴射によって燃焼室にもたらすようにした技術が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。   As a related art, it is required in the combustion chamber for the first mixture formation before the start of the start-up phase of the internal combustion engine, in order to improve the mixture formation at the start of the internal combustion engine, in particular during the warm start. A technique has been proposed in which fuel mass is provided to a combustion chamber by a plurality of continuous fuel injections (see, for example, Patent Document 2).

特開平１１−１５３０５０号公報JP 11-153050 A 特開２００４−１９７７３６号公報JP 2004-197736 A

しかしながら、冷間始動時には、吸入空気の温度、筒内壁面の温度および燃料の温度がすべて低い状態であるため、燃料気化が悪く、燃料のいわゆる壁面付着も起こり易い。このため、予備燃料噴射を行う上記従来技術にあっては、始動性の向上を図れない虞があるとともに、エミッションが悪化する虞があり、特に炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、スモークの発生を抑制する必要があった。   However, at the time of cold start, since the temperature of the intake air, the temperature of the cylinder wall surface, and the temperature of the fuel are all low, fuel vaporization is poor and so-called wall surface adhesion of the fuel is likely to occur. For this reason, in the above-described prior art in which preliminary fuel injection is performed, startability may not be improved, and emissions may be deteriorated, particularly hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), It was necessary to suppress the occurrence of smoke.

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、冷間始動時にメイン燃焼が行われる前にパイロット燃焼を実施して筒内温度を高め、燃料の気化促進と壁面付着低減を図ることにより、始動性とエミッションを向上することができる筒内噴射式内燃機関の始動制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above. By performing pilot combustion before main combustion is performed at the time of cold start to increase the in-cylinder temperature, thereby promoting fuel vaporization and reducing wall surface adhesion. An object of the present invention is to provide a start control device for a direct injection internal combustion engine that can improve startability and emission.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明の請求項１に係る筒内噴射式内燃機関の始動制御装置は、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁からの燃料噴霧中または当該燃料噴霧の稜線近傍に電極部が位置するように配設された点火プラグと、を少なくとも備え、内燃機関の冷間始動時に圧縮行程後半または膨張行程前半で燃料噴射し火花点火するメイン燃焼と、前記メイン燃焼に先立って予備的に燃料噴射し火花点火するパイロット燃焼と、を行う筒内噴射式内燃機関の始動制御装置において、前記パイロット燃焼の際の前記燃料噴射および前記点火を吸気行程前半または吸気下死点近傍で行い、前記パイロット燃焼の際の燃料噴射量は、前記メイン燃焼の際に噴射される燃料が前記パイロット燃焼の発生熱によって自着火しない程度に少量設定されることを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a start control device for a direct injection internal combustion engine according to claim 1 of the present invention includes a fuel injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber, and the fuel injection And at least a spark plug disposed so that the electrode portion is positioned near the ridge line of the fuel spray from the valve, and fuel is injected in the second half of the compression stroke or the first half of the expansion stroke when the internal combustion engine is cold started In the in-cylinder internal combustion engine start control device for performing main combustion that performs spark ignition and pilot combustion that performs preliminary fuel injection and spark ignition prior to the main combustion, the fuel injection during the pilot combustion and it is performed by the intake stroke first half or the intake bottom dead center near the ignition, fuel injection amount at the time of the pilot combustion, fuel injected during the main combustion of the pilot combustion The raw heat is characterized in that the set small amounts so as not to self-ignition.

したがって、この発明によれば、冷間始動時におけるパイロット燃焼の筒内暖機効果により燃料の気化が促進され、ピストン等への燃料付着量が低下するので、メイン燃焼の燃焼性が向上し、始動性とエミッションが向上する。
また、この発明によれば、メイン燃焼の際に噴射される燃料が自着火で急激に燃焼するのを回避し、スモークの発生を抑制する。 Therefore, according to the present invention, fuel vaporization is promoted by the in-cylinder warm-up effect of the pilot combustion at the cold start, and the amount of fuel adhering to the piston or the like is reduced, so that the combustibility of the main combustion is improved, Startability and emissions are improved.
Further, according to the present invention, the fuel injected during the main combustion is prevented from burning suddenly by self-ignition, and the generation of smoke is suppressed.

また、この発明の請求項２に係る筒内噴射式内燃機関の始動制御装置は、請求項１に記載の発明において、前記パイロット燃焼を前記吸気行程前半で行う場合には、前記パイロット燃焼の際の燃料噴射開始時期および点火開始時期は、吸気弁の開弁により前記パイロット燃焼に必要な空気量を確保できる時期とピストンへの燃料付着量が許容値以下になる時期のうち遅い方の後であって、かつ、前記パイロット燃焼により増加する筒内ガス量と同じ空気量を確保できる時期の前に設定されることを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a start control device for a direct injection internal combustion engine according to the first aspect, wherein the pilot combustion is performed during the first half of the intake stroke when the pilot combustion is performed in the first half of the intake stroke. The fuel injection start timing and ignition start timing are after the later of the time when the air amount necessary for pilot combustion can be secured by opening the intake valve and the time when the amount of fuel adhering to the piston becomes less than the allowable value. In addition, it is set before the time when the same amount of air as the amount of in-cylinder gas increased by the pilot combustion can be secured.

したがって、この発明によれば、パイロット燃焼に必要な空気量（吸気量）が確保され、かつ、ピストン等への燃料付着量を最小限にした状態でパイロット燃焼を行うことができるので、エミッションが更に向上する。   Therefore, according to the present invention, the amount of air necessary for pilot combustion (intake amount) is ensured, and pilot combustion can be performed in a state where the amount of fuel attached to the piston or the like is minimized. Further improvement.

また、この発明の請求項３に係る筒内噴射式内燃機関の始動制御装置は、請求項１に記載の発明において、前記パイロット燃焼を前記吸気下死点近傍で行う場合には、前記パイロット燃焼の際の燃料噴射開始時期および点火開始時期は、前記パイロット燃焼による熱発生が吸気弁の閉弁後に始まるように設定されることを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a start control device for a direct injection internal combustion engine according to the first aspect, wherein the pilot combustion is performed when the pilot combustion is performed in the vicinity of the intake bottom dead center. In this case, the fuel injection start timing and the ignition start timing are set so that heat generation by the pilot combustion starts after the intake valve is closed.

したがって、この発明によれば、パイロット燃焼の燃焼ガスが吸気ポートに逆流するのを抑制して吸気損失を低減し、良好な燃焼を確保する。   Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress the backflow of the pilot combustion combustion gas to the intake port, reduce the intake loss, and ensure good combustion.

また、この発明の請求項４に係る筒内噴射式内燃機関の始動制御装置は、請求項３に記載の発明において、所定条件下で筒内の空気が吸気ポートへ逆流する場合には、前記パイロット燃焼の際の燃料噴射開始時期は、吸気弁の閉弁後に設定されることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a start control device for a direct injection internal combustion engine according to the third aspect, wherein the air in the cylinder flows backward to the intake port under a predetermined condition. The fuel injection start timing at the time of pilot combustion is set after the intake valve is closed.

したがって、この発明によれば、パイロット燃焼用の噴射燃料およびその燃焼ガスが吸気ポートに逆流するのを確実に抑制して吸気損失を低減し、良好な燃焼を確保する。   Therefore, according to the present invention, the injection fuel for pilot combustion and the combustion gas thereof are reliably suppressed from flowing back to the intake port, the intake loss is reduced, and good combustion is ensured.

この発明に係る筒内噴射式内燃機関の始動制御装置（請求項１）によれば、冷間始動時におけるパイロット燃焼の筒内暖機効果により燃料の気化が促進され、ピストン等への燃料付着量が低下するので、メイン燃焼の燃焼性を向上することができ、始動性とエミッションを向上することができる。
また、メイン燃焼の際に噴射される燃料が自着火で急激に燃焼するのを回避でき、スモークの発生を抑制することができる。 According to the start control device for a direct injection internal combustion engine according to the present invention (Claim 1), the vaporization of fuel is promoted by the in-cylinder warm-up effect of the pilot combustion at the cold start, and the fuel adheres to the piston or the like. Since the amount decreases, the combustibility of the main combustion can be improved, and the startability and emission can be improved.
In addition, it is possible to avoid the fuel that is injected during the main combustion from being rapidly burned by self-ignition, and it is possible to suppress the occurrence of smoke.

また、この発明に係る筒内噴射式内燃機関の始動制御装置（請求項２）によれば、パイロット燃焼に必要な空気量（吸気量）が確保され、かつ、ピストン等への燃料付着量を最小限にした状態でパイロット燃焼を行うことができるので、エミッションを更に向上することができる。   Further, according to the start control device for a direct injection internal combustion engine according to the present invention (Claim 2), an air amount (intake amount) necessary for pilot combustion is ensured, and an amount of fuel adhering to the piston or the like is reduced. Since pilot combustion can be performed in a minimized state, emissions can be further improved.

また、この発明に係る筒内噴射式内燃機関の始動制御装置（請求項３）によれば、パイロット燃焼の燃焼ガスが吸気ポートに逆流するのを抑制することができるので、吸気損失を低減でき、良好な燃焼を確保することができる。   Further, according to the start control device for a direct injection internal combustion engine according to the present invention (claim 3), it is possible to suppress the backflow of the combustion gas of the pilot combustion to the intake port, thereby reducing the intake loss. Good combustion can be ensured.

また、この発明に係る筒内噴射式内燃機関の始動制御装置（請求項４）によれば、パイロット燃焼用の噴射燃料およびその燃焼ガスが吸気ポートに逆流するのを確実に抑制することができるので、吸気損失を低減でき、良好な燃焼を確保することができる。 Further, according to the start control device for a cylinder injection internal combustion engine according to the present invention (claim 4 ), it is possible to reliably suppress the backflow of the injected fuel for the pilot combustion and the combustion gas thereof to the intake port. Therefore, intake loss can be reduced and good combustion can be ensured.

以下に、この発明に係る筒内噴射式内燃機関の始動制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a start control device for a direct injection internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

先ず、本発明を適用するスプレーガイド方式の筒内噴射式内燃機関（以下、適宜、エンジンと記す。）の概略構成について図２に基づいて説明する。ここで、図２は、エンジンの概略構成を示す断面図である。   First, a schematic configuration of a spray guide type cylinder injection internal combustion engine (hereinafter, referred to as an engine as appropriate) to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. Here, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the engine.

図２に示すように、エンジン１０は、燃料噴射弁２３によって燃料噴霧２３ａを燃焼室１０ａに直接噴射し、点火プラグ１４によって火花点火する４サイクルガソリンエンジンであり、公知技術によって構成されている。   As shown in FIG. 2, the engine 10 is a four-cycle gasoline engine that directly injects a fuel spray 23 a into the combustion chamber 10 a by a fuel injection valve 23 and ignites sparks by an ignition plug 14, and is configured by a known technique.

すなわち、エンジン１０の燃焼室１０ａは、シリンダボア１１とシリンダヘッド１３とシリンダボア１１内に往復動自在に配設されたピストン１２とによって構成されている。また、燃料噴射弁２３は、燃焼室１０ａ上壁の中央部に配設されている。   That is, the combustion chamber 10 a of the engine 10 is constituted by a cylinder bore 11, a cylinder head 13, and a piston 12 that is disposed in the cylinder bore 11 so as to be reciprocally movable. The fuel injection valve 23 is disposed at the center of the upper wall of the combustion chamber 10a.

また、点火プラグ１４は、燃料噴射弁２３から噴射された燃料噴霧２３ａ中または燃料噴霧２３ａの稜線近傍に電極部が位置するように配設されている。この点火プラグ１４によって、燃料噴射中または噴射直後の燃料噴霧２３ａに火花点火される。   The spark plug 14 is disposed so that the electrode portion is located in the fuel spray 23 a injected from the fuel injection valve 23 or in the vicinity of the ridge line of the fuel spray 23 a. The spark plug 14 sparks the fuel spray 23a during or immediately after fuel injection.

また、燃焼室１０ａを臨む吸気ポート１５には吸気バルブ（吸気弁）１６が配設され、燃焼室１０ａを臨む排気ポート１８には排気バルブ２０が配設されている。これらのバルブ１６，２０は、開閉動作タイミングを可変制御する可変バルブタイミング機構２８によって開閉制御されるようになっている。   An intake valve (intake valve) 16 is disposed at the intake port 15 facing the combustion chamber 10a, and an exhaust valve 20 is disposed at the exhaust port 18 facing the combustion chamber 10a. These valves 16 and 20 are controlled to be opened and closed by a variable valve timing mechanism 28 that variably controls the opening and closing operation timing.

なお、図示を省略するが、エンジン１０の排気通路には、排気ガス中のスモークおよびＮＯｘ、ＨＣ等を浄化するための触媒装置を備えている。   Although not shown, the exhaust passage of the engine 10 is provided with a catalyst device for purifying smoke, NOx, HC and the like in the exhaust gas.

上記バルブ１６，２０を可変制御する可変バルブタイミング機構２８、点火プラグ１４、燃料噴射弁２３等、エンジン１０の各構成要素は、電子制御装置（ＥＣＵ）３０によって制御される。このＥＣＵ３０は、本発明に係る始動制御装置として機能するものであり、後述する制御動作を実行する。   Each component of the engine 10, such as a variable valve timing mechanism 28 that variably controls the valves 16 and 20, a spark plug 14, and a fuel injection valve 23, is controlled by an electronic control unit (ECU) 30. The ECU 30 functions as a start control device according to the present invention and executes a control operation described later.

このように構成されたエンジン１０は、図１に示すように、冷間始動時に圧縮行程後半で燃料噴射し火花点火するメイン燃焼と、このメイン燃焼に先立って吸気行程前半で予備的に少量の燃料を噴射し火花点火するパイロット燃焼とを行う。すなわち、メイン燃焼では成層燃焼させる。ここで、図１は、この発明の実施例１に係るパイロット燃焼のタイミングを示す概念図である。   As shown in FIG. 1, the engine 10 configured as described above has a main combustion in which fuel is injected and spark-ignited in the latter half of the compression stroke at the time of cold start, and a small amount is preliminarily preliminary in the first half of the intake stroke prior to the main combustion. Pilot combustion with fuel injection and spark ignition is performed. That is, stratified combustion is performed in the main combustion. Here, FIG. 1 is a conceptual diagram showing the timing of pilot combustion according to Embodiment 1 of the present invention.

この制御方法について図３〜図８に基づいて更に詳しく説明する。この制御は、上述したＥＣＵ３０によって所定時間毎に実行される。ここで、図３は、制御方法を示すフローチャート、図４は、エンジン１０の冷却水温と燃料気化率との関係を示す説明図であり、筒内暖機の必要性を判断する際に使用するものである。   This control method will be described in more detail with reference to FIGS. This control is executed at predetermined time intervals by the ECU 30 described above. Here, FIG. 3 is a flowchart showing the control method, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the cooling water temperature of the engine 10 and the fuel vaporization rate, and is used when determining the necessity of in-cylinder warming. Is.

また、図５は、パイロット噴射時の要求噴射量と冷却水温との関係を示す説明図であり、パイロット噴射時の燃料噴射量を決定する際に使用するものである。なお、これら図４および図５においては、冷却水温を単に水温と略記してある。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the required injection amount at the time of pilot injection and the coolant temperature, and is used when determining the fuel injection amount at the time of pilot injection. 4 and 5, the cooling water temperature is simply abbreviated as the water temperature.

また、図６は、筒内空気量の時間的推移を示す説明図、図７は、燃料噴射弁２３の先端とピストン１２の頂面との距離の時間的推移を示す説明図、図８は、ピストン１２への燃料付着量の時間的推移を示す説明図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing the temporal transition of the in-cylinder air amount, FIG. 7 is an explanatory diagram showing the temporal transition of the distance between the tip of the fuel injection valve 23 and the top surface of the piston 12, and FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a temporal transition of the amount of fuel adhering to the piston 12.

図３に示すように、先ず、冷間始動時、すなわち、筒内暖機が必要か否かを判断する（ステップＳ１０）。これは、図４に示すように、冷却水温センサ（図示せず）によって検出された現時点の冷却水温が、筒内に噴射された燃料の点火タイミングにおける気化率が所定の値、たとえば９０％となる規定水温Ｔｗｓに到達したか否かで判断することができる。   As shown in FIG. 3, it is first determined at the time of cold start, that is, whether or not in-cylinder warm-up is necessary (step S10). As shown in FIG. 4, the current cooling water temperature detected by a cooling water temperature sensor (not shown) indicates that the vaporization rate at the ignition timing of the fuel injected into the cylinder is a predetermined value, for example, 90%. It can be determined by whether or not the specified water temperature Tws has been reached.

すなわち、現時点の冷却水温が規定水温Ｔｗｓに到達していなければ、冷間始動時であり、燃料気化が悪く、壁面付着が生じたり、エミッションが悪化すると判断できる。このため、筒内暖機が必要と判断される（ステップＳ１０肯定）。一方、筒内暖機が必要なければ（ステップＳ１０否定）、本制御の対象外なので、制御を終了する。   That is, if the current cooling water temperature does not reach the specified water temperature Tws, it can be determined that it is during cold start, fuel vaporization is poor, wall surface adhesion occurs, and emissions deteriorate. Therefore, it is determined that in-cylinder warm-up is necessary (Yes at step S10). On the other hand, if the in-cylinder warm-up is not necessary (No at Step S10), the control is terminated because it is not the target of this control.

筒内暖機が必要と判断されたら（ステップＳ１０肯定）、パイロット噴射用の燃料噴射量を決定する（ステップＳ２０）。たとえば、現時点の冷却水温で要求される燃料噴射量を、図５に示すグラフから決定する。   If it is determined that in-cylinder warm-up is necessary (Yes at Step S10), a fuel injection amount for pilot injection is determined (Step S20). For example, the fuel injection amount required at the current coolant temperature is determined from the graph shown in FIG.

また、この燃料噴射量は、パイロット燃焼で発生する熱により、後に行われるメイン燃焼時に噴射される燃料（メイン噴射燃料）が自着火を起こさない程度の少量とする。メイン噴射燃料が自着火で急激に燃焼するとスモークが発生し易いため、このスモーク発生を抑制するためである。   Further, this fuel injection amount is set to a small amount so that the fuel (main injection fuel) injected at the time of main combustion performed later does not cause self-ignition due to heat generated by pilot combustion. This is because smoke is easily generated when the main injection fuel suddenly burns due to self-ignition, so that this smoke generation is suppressed.

つぎに、パイロット噴射用の噴射開始時期を決定する（ステップＳ３０）。これは、パイロット燃焼に必要な空気量（吸気量）が確保でき、かつ、ピストン１２への燃料付着量ができるだけ少なくなるように決定する。すなわち、たとえば、図６に示す時期ｔ１と、図８に示す時期ｔ３とを比較し、どちらか遅い方の後であって、かつ、図６に示す時期ｔ２の前に設定するとよい。   Next, the injection start timing for pilot injection is determined (step S30). This is determined so that the air amount (intake amount) necessary for pilot combustion can be secured and the amount of fuel adhering to the piston 12 is minimized. That is, for example, the time t1 shown in FIG. 6 and the time t3 shown in FIG. 8 are compared, and it may be set after the later one and before the time t2 shown in FIG.

ここで、時期ｔ１は、パイロット燃焼に必要な空気量ａｐを確保できる時期である。また、時期ｔ２は、パイロット燃焼により増加する筒内ガス量と同じ空気量ａｇを確保できる時期である。   Here, the time t1 is a time when the air amount ap necessary for pilot combustion can be secured. Moreover, the time t2 is a time when the air amount ag that is the same as the in-cylinder gas amount that increases due to pilot combustion can be secured.

また、時期ｔ３は、燃料付着量が許容し得る燃料付着量の規定値ｓよりも下がる時期である。なお、これらの空気量ａｐ，ａｇ、燃料付着量の規定値ｓは、燃料噴射量によって変化するため、予め燃料噴射量毎に最適値が設定されている。   Moreover, the time t3 is a time when the fuel adhesion amount falls below the allowable fuel adhesion amount s. Note that the specified values s of the air amounts ap and ag and the fuel adhesion amount vary depending on the fuel injection amount, and therefore optimum values are set in advance for each fuel injection amount.

このように吸気行程の前半に設定されたパイロット噴射の開始時期は、図７を参照して分かるように、燃料噴射弁２３の先端とピストン１２の頂面との距離がある程度残っている時期に対応している。   Thus, the pilot injection start timing set in the first half of the intake stroke is a timing when the distance between the tip of the fuel injection valve 23 and the top surface of the piston 12 remains to some extent, as can be seen with reference to FIG. It corresponds.

つぎに、パイロット燃焼用の点火開始時期を決定する（ステップＳ４０）。これは、上記ステップＳ３０で決定された噴射開始時期と、上記ステップＳ２０で決定された燃料噴射量とによって定まる噴射期間を勘案して決定することができる。   Next, the ignition start timing for pilot combustion is determined (step S40). This can be determined in consideration of the injection period determined by the injection start timing determined in step S30 and the fuel injection amount determined in step S20.

このように決定された燃料噴射量、噴射開始時期および点火開始時期に基づいてパイロット燃焼が実行されると、筒内が暖機され、圧縮行程後半で実行されるメイン燃焼の燃焼性が向上する。なお、メイン燃焼に係る制御は公知技術により行うことができるので、詳細な説明を省略する。   When the pilot combustion is executed based on the fuel injection amount, the injection start timing, and the ignition start timing determined in this way, the cylinder is warmed up and the combustibility of the main combustion executed in the latter half of the compression stroke is improved. . In addition, since control regarding main combustion can be performed by a well-known technique, detailed description is abbreviate | omitted.

以上のように、この実施例１に係る筒内噴射式内燃機関の始動制御装置によれば、冷間始動時におけるパイロット燃焼の筒内暖機効果により燃料の気化が促進される。また、図８の圧縮行程後半（ＴＤＣ近傍）において破線のグラフから実線のグラフで示すように、ピストン１２への燃料付着量が低下する。したがって、パイロット燃焼による筒内暖機効果によりメイン燃焼の燃焼性を向上することができるので、始動性とエミッションを向上することができる。   As described above, according to the start control device for a direct injection internal combustion engine according to the first embodiment, fuel vaporization is promoted by the in-cylinder warm-up effect of the pilot combustion during the cold start. Further, in the latter half of the compression stroke (near TDC) in FIG. 8, the amount of fuel adhering to the piston 12 decreases as shown by the solid line graph from the broken line graph. Therefore, the combustion property of the main combustion can be improved by the in-cylinder warm-up effect by the pilot combustion, so that the startability and the emission can be improved.

なお、上記実施例１においては、燃焼室１０ａ上壁の中央部に配設された燃料噴射弁２３を備えたエンジン１０に本発明を適用するものとして説明したが、これに限定されない。たとえば、図９に示すように、燃焼室１０ａ上壁の端部に配設された燃料噴射弁２３を備えたエンジン１０に本発明を適用してもよい。ここで、図９は、他の構成のエンジンを示す断面図である。   Although the first embodiment has been described as applying the present invention to the engine 10 including the fuel injection valve 23 disposed in the central portion of the upper wall of the combustion chamber 10a, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 9, the present invention may be applied to an engine 10 that includes a fuel injection valve 23 disposed at the end of the upper wall of the combustion chamber 10 a. Here, FIG. 9 is a cross-sectional view showing an engine having another configuration.

上記実施例１では、パイロット燃焼を吸気行程前半で実行する例を示したが、本実施例２は、図１０に示すように、パイロット燃焼を吸気下死点（ＢＤＣ）近傍で実行するものである。また、本実施例２は、上記実施例１の図２または図９に示したエンジン１０に適用される。このエンジン１０は、スプレーガイド方式であるため、吸気下死点（ＢＤＣ）近傍で噴射された燃料に点火することができる。   In the first embodiment, the example in which the pilot combustion is executed in the first half of the intake stroke is shown. However, in the second embodiment, the pilot combustion is executed in the vicinity of the intake bottom dead center (BDC) as shown in FIG. is there. Further, the second embodiment is applied to the engine 10 shown in FIG. 2 or 9 of the first embodiment. Since the engine 10 is a spray guide system, it can ignite the fuel injected near the intake bottom dead center (BDC).

また、このパイロット燃焼は、所定条件下では、筒内の空気が吸気ポート１５に逆流する現象が生じ得る。このため、本実施例２では、この逆流を抑制する対処法も併せて実施するようにした。   In addition, the pilot combustion may cause a phenomenon in which the air in the cylinder flows backward to the intake port 15 under predetermined conditions. For this reason, in the present Example 2, the coping method which suppresses this backflow was also implemented.

ここで、図１０は、この発明の実施例２に係るパイロット燃焼のタイミングを示す概念図である。なお、以下の説明において、すでに説明した部材、ステップ番号と同一若しくは相当するものには、同一の符号を付して重複説明を省略または簡略化する。   Here, FIG. 10 is a conceptual diagram showing the timing of pilot combustion according to Embodiment 2 of the present invention. In the following description, the same or corresponding parts as those already described are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted or simplified.

以下、本実施例２に係る制御方法を図１１に基づいて説明する。この制御は、上述したＥＣＵ３０によって所定時間毎に実行される。ここで、図１１は、制御方法を示すフローチャートである。   Hereinafter, a control method according to the second embodiment will be described with reference to FIG. This control is executed at predetermined time intervals by the ECU 30 described above. Here, FIG. 11 is a flowchart showing a control method.

図１１に示すように、筒内暖機が必要と判断されたら（ステップＳ１０肯定）、つぎに筒内の空気が吸気ポート１５に逆流する現象が発生しているか否かを判断する（ステップＳ１５）。   As shown in FIG. 11, if it is determined that the in-cylinder warm-up is necessary (Yes at Step S10), it is then determined whether or not a phenomenon occurs in which the air in the cylinder flows backward to the intake port 15 (Step S15). ).

吸気バルブ１６のリフト量が大きい場合、図１２に示すように、ピストン１２が低回転で吸気下死点（ＢＤＣ）後に上昇すると、パイロット燃焼により増加する筒内ガス量と同じ空気量ａｇが確保できず、筒内の空気が吸気ポート１５に逆流する現象が起こる。   When the lift amount of the intake valve 16 is large, as shown in FIG. 12, when the piston 12 moves at a low speed and rises after the intake bottom dead center (BDC), the same air amount ag as the in-cylinder gas amount increased by pilot combustion is secured. A phenomenon occurs in which the air in the cylinder flows backward to the intake port 15.

この逆流を抑制するために、先ず、当該逆流の発生の有無を判断し（ステップＳ１５）、発生している場合には（ステップＳ１５肯定）、後述するステップＳ５０以降で対処するようにしたものである。ここで、図１２は、筒内空気量の時間的推移を示す説明図である。   In order to suppress this backflow, first, it is determined whether or not the backflow has occurred (step S15), and if it has occurred (step S15 affirmative), it is dealt with after step S50 described later. is there. Here, FIG. 12 is an explanatory diagram showing a temporal transition of the in-cylinder air amount.

上記逆流が発生していないならば（ステップＳ１５否定）、上記実施例１の場合と同様に、パイロット噴射用の燃料噴射量を決定する（ステップＳ２０）。そして、つぎにパイロット噴射用の噴射開始時期と、パイロット燃焼用の点火開始時期とを決定し（ステップＳ３０、Ｓ４０）、制御を終了する。   If the backflow has not occurred (No at Step S15), the fuel injection amount for pilot injection is determined in the same manner as in the first embodiment (Step S20). Then, an injection start timing for pilot injection and an ignition start timing for pilot combustion are determined (steps S30 and S40), and the control is terminated.

この場合、図１３に示すように、吸気バルブ１６がほぼ閉じた状態となる時期ｔ４の後にパイロット燃焼の熱発生が起こるように、噴射開始時期と点火開始時期を設定する。これにより、燃焼ガスの吸気ポート１５への逆流を確実に抑制することができる。ここで、図１３は、パイロット燃焼の熱発生のタイミングを示す概念図である。   In this case, as shown in FIG. 13, the injection start timing and the ignition start timing are set so that the heat generation of the pilot combustion occurs after the timing t4 when the intake valve 16 is almost closed. Thereby, the backflow of combustion gas to the intake port 15 can be reliably suppressed. Here, FIG. 13 is a conceptual diagram showing the timing of heat generation of pilot combustion.

一方、上記逆流が発生しているならば（ステップＳ１５肯定）、可変バルブタイミング機構２８が使用可能であるか否かを判断する（ステップＳ５０）。本実施例２では、可変バルブタイミング機構２８を備え、かつ使用可能な状態にある（ステップＳ５０肯定）ので、後述する対処法１で対処可能か否かを判断する（ステップＳ６０）。   On the other hand, if the reverse flow has occurred (Yes at Step S15), it is determined whether or not the variable valve timing mechanism 28 can be used (Step S50). In the second embodiment, since the variable valve timing mechanism 28 is provided and is in a usable state (Yes at Step S50), it is determined whether or not it can be dealt with by the countermeasure 1 described later (Step S60).

この対処法１は、図１４に示すように、可変バルブタイミング機構２８によって吸気バルブ１６の作用角を小さくし、吸気下死点（ＢＤＣ）近傍で吸気バルブ１６がほぼ閉じた状態にするものである。   As shown in FIG. 14, the countermeasure 1 is such that the operating angle of the intake valve 16 is reduced by the variable valve timing mechanism 28 so that the intake valve 16 is substantially closed near the intake bottom dead center (BDC). is there.

これにより、図１５に示すように、パイロット燃焼により増加する筒内ガス量と同じ空気量ａｇを確保でき、筒内の空気が吸気ポート１５に逆流するのを抑制することができる。ここで、図１４は、対処法１に係る吸気バルブ１６のリフト量の時間的推移を示す説明図、図１５は、対処法１に係る筒内空気量の時間的推移を示す説明図である。   As a result, as shown in FIG. 15, an air amount ag that is the same as the in-cylinder gas amount that is increased by pilot combustion can be secured, and the in-cylinder air can be prevented from flowing back to the intake port 15. Here, FIG. 14 is an explanatory diagram showing a temporal transition of the lift amount of the intake valve 16 according to the countermeasure 1, and FIG. 15 is an explanatory diagram showing a temporal transition of the in-cylinder air amount according to the countermeasure 1. .

したがって、この対処法１で対処可能であるならば（ステップＳ６０肯定）、対処法１を実施し（ステップＳ６５）、ステップＳ２０でパイロット噴射用の燃料噴射量を決定する。   Therefore, if it is possible to cope with this countermeasure 1 (Yes in step S60), countermeasure 1 is implemented (step S65), and the fuel injection amount for pilot injection is determined in step S20.

この対処法１では、吸気バルブ１６の作用角を基準タイミングに比べて所定量小さくしているので、筒内への急激な空気流入が起こる。これにより、図１６に示すように、吸気バルブ１６の開タイミング遅角量に応じて筒内温度を上昇させる効果を得ることができる。   In this countermeasure 1, since the operating angle of the intake valve 16 is made a predetermined amount smaller than the reference timing, a sudden air inflow into the cylinder occurs. Thereby, as shown in FIG. 16, it is possible to obtain an effect of increasing the in-cylinder temperature according to the opening timing retardation amount of the intake valve 16.

そこで、ステップＳ２０では、この筒内温度上昇効果も考慮してパイロット噴射用の燃料噴射量を決定する。この燃料噴射量が決定したら、パイロット噴射用の噴射開始時期と、パイロット燃焼用の点火開始時期を決定する（ステップＳ３０、Ｓ４０）。ここで、図１６は、吸気バルブ１６の開タイミング遅角量と筒内温度上昇効果との関係を示す説明図である。   Accordingly, in step S20, the fuel injection amount for pilot injection is determined in consideration of the effect of increasing the in-cylinder temperature. When the fuel injection amount is determined, the injection start timing for pilot injection and the ignition start timing for pilot combustion are determined (steps S30 and S40). Here, FIG. 16 is an explanatory diagram showing the relationship between the opening timing retardation amount of the intake valve 16 and the in-cylinder temperature rise effect.

一方、対処法１で対処可能でないならば（ステップＳ６０否定）、対処法１に、後述する対処法２を加えた対処法で対処可能であるか否かを判断する（ステップＳ７０）。   On the other hand, if it is not possible to cope with the countermeasure 1 (No at Step S60), it is determined whether or not the countermeasure 1 can be handled by adding the countermeasure 2 described later to the countermeasure 1 (Step S70).

この対処法２は、図１７に示すように、可変バルブタイミング機構２８によって吸気バルブ１６のリフト量を小さくし、吸気下死点（ＢＤＣ）以降も吸気が継続する状態にするものである。   As shown in FIG. 17, the countermeasure 2 is to reduce the lift amount of the intake valve 16 by the variable valve timing mechanism 28 so that the intake continues after the intake bottom dead center (BDC).

これにより、図１８に示すように、パイロット燃焼により増加する筒内ガス量と同じ空気量ａｇを確保でき、筒内の空気が吸気ポート１５に逆流するのを抑制することができる。ここで、図１７は、対処法２に係る吸気バルブ１６のリフト量の時間的推移を示す説明図、図１８は、対処法２に係る筒内空気量の時間的推移を示す説明図である。   As a result, as shown in FIG. 18, an air amount ag that is the same as the in-cylinder gas amount that increases due to pilot combustion can be secured, and the in-cylinder air can be prevented from flowing back to the intake port 15. Here, FIG. 17 is an explanatory diagram showing a temporal transition of the lift amount of the intake valve 16 according to the countermeasure 2, and FIG. 18 is an explanatory diagram showing a temporal transition of the in-cylinder air amount according to the countermeasure 2. .

したがって、対処法１および対処法２による対処法で対処可能であるならば（ステップＳ７０肯定）、この対処法を実施し（ステップＳ７５）、筒内の空気が吸気ポート１５に逆流するのを抑制する。   Therefore, if it is possible to cope with the countermeasures according to the countermeasure 1 and the countermeasure 2 (Yes in Step S70), this countermeasure is implemented (Step S75), and the air in the cylinder is prevented from flowing back to the intake port 15. To do.

なお、その後は、上記と同様にパイロット噴射用の燃料噴射量と噴射開始時期を決定し（ステップＳ２０、Ｓ３０）、パイロット燃焼用の点火開始時期を決定する（ステップＳ４０）。   Thereafter, similarly to the above, the fuel injection amount for pilot injection and the injection start timing are determined (steps S20 and S30), and the ignition start timing for pilot combustion is determined (step S40).

また、対処法１に加えた対処法２でも対処可能でないならば（ステップＳ７０否定）、これらに更に後述する対処法３を加えた対処法で対処可能であるか否かを判断する（ステップＳ８０）。   Further, if the countermeasure 2 added to the countermeasure 1 cannot be dealt with (No at Step S70), it is determined whether or not the countermeasure can be dealt with by adding the countermeasure 3 to be described later (Step S80). ).

この対処法３は、図１９に示すように、可変バルブタイミング機構２８によって吸気バルブ１６のバルブタイミング全体を進角し、吸気下死点（ＢＤＣ）近傍で吸気バルブ１６がほぼ閉じた状態にするものである。   As shown in FIG. 19, in the third countermeasure, the entire valve timing of the intake valve 16 is advanced by the variable valve timing mechanism 28 so that the intake valve 16 is substantially closed in the vicinity of the intake bottom dead center (BDC). Is.

これにより、図２０に示すように、パイロット燃焼により増加する筒内ガス量と同じ空気量ａｇを確保でき、筒内の空気が吸気ポート１５に逆流するのを抑制することができる。ここで、図１９は、対処法３に係る吸気バルブ１６のリフト量の時間的推移を示す説明図、図２０は、対処法３に係る筒内空気量の時間的推移を示す説明図である。   As a result, as shown in FIG. 20, an air amount ag that is the same as the in-cylinder gas amount that is increased by pilot combustion can be secured, and the in-cylinder air can be prevented from flowing back to the intake port 15. Here, FIG. 19 is an explanatory diagram showing a temporal transition of the lift amount of the intake valve 16 according to the countermeasure 3, and FIG. 20 is an explanatory diagram showing a temporal transition of the in-cylinder air amount according to the countermeasure 3. .

したがって、対処法１および対処法２および対処法３による対処法で対処可能であるならば（ステップＳ８０肯定）、この対処法を実施し（ステップＳ９０）、筒内の空気が吸気ポート１５に逆流するのを抑制する。   Therefore, if it is possible to cope with the countermeasures by the countermeasure 1, the countermeasure 2, and the countermeasure 3 (Yes at Step S80), this countermeasure is implemented (Step S90), and the air in the cylinder flows back to the intake port 15 To suppress.

なお、その後は、上記と同様にパイロット噴射用の燃料噴射量と噴射開始時期を決定し（ステップＳ２０、Ｓ３０）、パイロット燃焼用の点火開始時期を決定する（ステップＳ４０）。   Thereafter, similarly to the above, the fuel injection amount for pilot injection and the injection start timing are determined (steps S20 and S30), and the ignition start timing for pilot combustion is determined (step S40).

ところで、本実施例２では、可変バルブタイミング機構２８が使用可能な状態にあるが、何らかの理由でこれが使用できない場合もあり得る（ステップＳ５０否定）。また、可変バルブタイミング機構２８を使用できても、上述の対処法１および対処法２および対処法３による対処法で対処できない場合もあり得る（ステップＳ８０否定）。これらの場合は、ステップＳ１００に移行し、パイロット噴射用の燃料噴射量を決定した後、パイロット噴射用の噴射開始時期およびパイロット燃焼用の点火開始時期を決定する（ステップＳ１１０、Ｓ１２０）。   By the way, in the second embodiment, the variable valve timing mechanism 28 is in a usable state, but it may not be usable for some reason (No in step S50). Even if the variable valve timing mechanism 28 can be used, it may not be possible to cope with the above-described countermeasures 1, 2, and 3 (No in step S80). In these cases, the process proceeds to step S100, and after determining the fuel injection amount for pilot injection, the injection start timing for pilot injection and the ignition start timing for pilot combustion are determined (steps S110 and S120).

この時、図２１に示すように、噴射開始時期および点火開始時期を、吸気バルブ１６がほぼ閉じた状態となる時期ｔ４以降に設定する。これにより、吸気バルブ１６がほぼ閉じた後に燃料噴射と点火が実施され、その後にパイロット燃焼による熱発生が起こるので、パイロット燃焼用の噴射燃料あるいはその燃焼ガスが吸気ポート１５へ逆流するのを確実に抑制することができる。ここで、図２１は、パイロット噴射用の噴射開始時期およびパイロット燃焼用の点火開始時期を示す概念図である。   At this time, as shown in FIG. 21, the injection start timing and the ignition start timing are set after time t4 when the intake valve 16 is substantially closed. As a result, fuel injection and ignition are performed after the intake valve 16 is almost closed, and then heat generation by pilot combustion occurs, so that it is ensured that the injected fuel for pilot combustion or its combustion gas flows backward to the intake port 15. Can be suppressed. FIG. 21 is a conceptual diagram showing the injection start timing for pilot injection and the ignition start timing for pilot combustion.

なお、上記制御（ステップＳ１００〜Ｓ１２０）は、可変バルブタイミング機構を備えていないスプレーガイド方式の直噴エンジンに対しても適用可能である。   The above control (steps S100 to S120) can also be applied to a spray guide type direct injection engine that does not include a variable valve timing mechanism.

以上のように、この実施例２に係る筒内噴射式内燃機関の始動制御装置によれば、冷間始動時におけるパイロット燃焼の筒内暖機効果により燃料の気化が促進され、ピストン１２等への燃料付着量が低下するので、始動性とエミッションを向上することができる。   As described above, according to the start control device for the direct injection internal combustion engine according to the second embodiment, the fuel vaporization is promoted by the in-cylinder warm-up effect of the pilot combustion at the cold start, and the piston 12 and the like. Therefore, the startability and emission can be improved.

更に、パイロット燃焼用の噴射燃料あるいはその燃焼ガスが吸気ポート１５へ逆流するのを抑制することができるので、吸気損失を低減することができ、良好な燃焼を確保することができる。   Furthermore, since it is possible to suppress the injection fuel for pilot combustion or the combustion gas thereof from flowing back to the intake port 15, intake loss can be reduced and good combustion can be ensured.

なお、上記実施例１および上記実施例２においては、メイン燃焼を圧縮行程後半で実行するものとして説明したが、これに限定されず、膨張行程前半で実行してもよく、上記と同様の効果を期待できる。   In the first and second embodiments, the main combustion is described as being executed in the latter half of the compression stroke. However, the present invention is not limited to this, and may be executed in the first half of the expansion stroke. Can be expected.

以上のように、この発明に係る筒内噴射式内燃機関の始動制御装置は、スプレーガイド方式の筒内噴射式内燃機関に有用であり、特に、燃料の気化促進と壁面付着低減を図ることにより、始動性とエミッションを向上することを目指す筒内噴射式内燃機関に適している。   As described above, the start control device for a direct injection internal combustion engine according to the present invention is useful for a spray guide type direct injection internal combustion engine, and in particular, by promoting fuel vaporization and reducing wall surface adhesion. It is suitable for a direct injection internal combustion engine that aims to improve startability and emission.

この発明の実施例１に係るパイロット燃焼のタイミングを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the timing of the pilot combustion which concerns on Example 1 of this invention. エンジンの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of an engine. 制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a control method. エンジンの冷却水温と燃料気化率との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between a cooling water temperature of an engine, and a fuel vaporization rate. パイロット噴射時の要求噴射量と冷却水温との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the request | requirement injection quantity at the time of pilot injection, and cooling water temperature. 筒内空気量の時間的推移を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows time transition of the amount of cylinder air. 燃料噴射弁の先端とピストンの頂面との距離の時間的推移を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows time transition of the distance of the front-end | tip of a fuel injection valve, and the top surface of a piston. ピストンへの燃料付着量の時間的推移を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the time transition of the fuel adhesion amount to a piston. 他の構成のエンジンを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the engine of another structure. この発明の実施例２に係るパイロット燃焼のタイミングを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the timing of the pilot combustion which concerns on Example 2 of this invention. 制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a control method. 筒内空気量の時間的推移を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows time transition of the amount of cylinder air. パイロット燃焼の熱発生のタイミングを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the timing of the heat generation of pilot combustion. 対処法１に係る吸気バルブのリフト量の時間的推移を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the time transition of the lift amount of the intake valve which concerns on the countermeasure 1. FIG. 対処法１に係る筒内空気量の時間的推移を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the time transition of the in-cylinder air amount which concerns on the countermeasure 1. FIG. 吸気バルブの開タイミング遅角量と筒内温度上昇効果との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the opening timing retard amount of an intake valve, and the cylinder temperature rise effect. 対処法２に係る吸気バルブのリフト量の時間的推移を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the time transition of the lift amount of the intake valve which concerns on the countermeasure 2. 対処法２に係る筒内空気量の時間的推移を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the time transition of the in-cylinder air amount which concerns on the countermeasure 2. 対処法３に係る吸気バルブのリフト量の時間的推移を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a time transition of the lift amount of the intake valve according to countermeasure 3; 対処法３に係る筒内空気量の時間的推移を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the time transition of the air quantity in a cylinder which concerns on the countermeasure 3. パイロット噴射用の噴射開始時期およびパイロット燃焼用の点火開始時期を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the injection start timing for pilot injection, and the ignition start timing for pilot combustion.

符号の説明Explanation of symbols

１０ エンジン（筒内噴射式内燃機関）
１０ａ 燃焼室
１２ ピストン
１４ 点火プラグ
１５ 吸気ポート
１６ 吸気バルブ（吸気弁）
２３ 燃料噴射弁
２３ａ 燃料噴霧
２８ 可変バルブタイミング機構
３０ ＥＣＵ（始動制御装置）
ｔ１ パイロット燃焼に必要な空気量ａｐを確保できる時期
ｔ２ パイロット燃焼により増加する筒内ガス量と同じ空気量ａｇを確保できる時期
ｔ３ 燃料付着量が許容し得る燃料付着量の規定値ｓよりも下がる時期
ｔ４ 吸気バルブがほぼ閉じた状態となる時期 10 engine (in-cylinder internal combustion engine)
10a Combustion chamber 12 Piston 14 Spark plug 15 Intake port 16 Intake valve (intake valve)
23 Fuel Injection Valve 23a Fuel Spray 28 Variable Valve Timing Mechanism 30 ECU (Starting Control Device)
t1 Time when the amount of air ap required for pilot combustion can be secured t2 Time when the same amount of air ag as the in-cylinder gas amount increased by pilot combustion can be secured t3 Fuel attachment amount falls below the allowable fuel attachment amount s Timing t4 Timing when the intake valve is almost closed

Claims (4)

燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁からの燃料噴霧中または当該燃料噴霧の稜線近傍に電極部が位置するように配設された点火プラグと、
を少なくとも備え、
内燃機関の冷間始動時に圧縮行程後半または膨張行程前半で燃料噴射し火花点火するメイン燃焼と、
前記メイン燃焼に先立って予備的に燃料噴射し火花点火するパイロット燃焼と、
を行う筒内噴射式内燃機関の始動制御装置において、
前記パイロット燃焼の際の前記燃料噴射および前記点火を吸気行程前半または吸気下死点近傍で行い、
前記パイロット燃焼の際の燃料噴射量は、前記メイン燃焼の際に噴射される燃料が前記パイロット燃焼の発生熱によって自着火しない程度に少量設定されることを特徴とする筒内噴射式内燃機関の始動制御装置。 A fuel injection valve that injects fuel directly into the combustion chamber;
An ignition plug disposed so that an electrode portion is positioned during fuel spray from the fuel injection valve or in the vicinity of a ridge line of the fuel spray;
Comprising at least
Main combustion in which fuel is injected and spark ignited in the second half of the compression stroke or the first half of the expansion stroke when the internal combustion engine is cold started;
Pilot combustion that preliminarily injects fuel and ignites sparks prior to the main combustion,
In a start control device for a direct injection internal combustion engine that performs
The are performed by the intake stroke first half or the intake bottom dead center near the fuel injection and the ignition time of the pilot combustion,
The fuel injection amount at the time of the pilot combustion is set so small that the fuel injected at the time of the main combustion is not self-ignited by the generated heat of the pilot combustion . Start control device. 前記パイロット燃焼を前記吸気行程前半で行う場合には、前記パイロット燃焼の際の燃料噴射開始時期および点火開始時期は、吸気弁の開弁により前記パイロット燃焼に必要な空気量を確保できる時期とピストンへの燃料付着量が許容値以下になる時期のうち遅い方の後であって、かつ、前記パイロット燃焼により増加する筒内ガス量と同じ空気量を確保できる時期の前に設定されることを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式内燃機関の始動制御装置。   When the pilot combustion is performed in the first half of the intake stroke, the fuel injection start timing and ignition start timing at the time of the pilot combustion are the timing at which the air amount necessary for the pilot combustion can be secured by opening the intake valve and the piston It is set after the later of the times when the amount of fuel adhering to or below the allowable value and before the time when the same amount of air as the in-cylinder gas amount increased by the pilot combustion can be secured. The start control device for a direct injection internal combustion engine according to claim 1, wherein the start control device is a cylinder injection type internal combustion engine. 前記パイロット燃焼を前記吸気下死点近傍で行う場合には、前記パイロット燃焼の際の燃料噴射開始時期および点火開始時期は、前記パイロット燃焼による熱発生が吸気弁の閉弁後に始まるように設定されることを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式内燃機関の始動制御装置。   When the pilot combustion is performed near the intake bottom dead center, the fuel injection start timing and ignition start timing during the pilot combustion are set so that heat generation by the pilot combustion starts after the intake valve is closed. The start control apparatus for a direct injection internal combustion engine according to claim 1, wherein the start control apparatus is a cylinder injection internal combustion engine. 所定条件下で筒内の空気が吸気ポートへ逆流する場合には、前記パイロット燃焼の際の燃料噴射開始時期は、吸気弁の閉弁後に設定されることを特徴とする請求項３に記載の筒内噴射式内燃機関の始動制御装置。 The fuel injection start timing at the time of the pilot combustion is set after the intake valve is closed when the air in the cylinder flows backward to the intake port under a predetermined condition. A start control device for a direct injection internal combustion engine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5962713B2 (en) * 2014-07-14 2016-08-03 トヨタ自動車株式会社 In-cylinder injection internal combustion engine control device
JP6044603B2 (en) 2014-07-23 2016-12-14 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04183922A (en) * 1990-11-16 1992-06-30 Toyota Motor Corp Direct cylinder injection spark ignition engine
JPH04272448A (en) * 1991-02-27 1992-09-29 Fuji Heavy Ind Ltd Catalyst activation control device of intra-cylinder direct injection type engine
JP2000104608A (en) * 1998-09-25 2000-04-11 Nippon Soken Inc Control device for spark iginition cylinder direct injection type internal combustion engine
JP2006200495A (en) * 2005-01-24 2006-08-03 Toyota Motor Corp Cylinder-injection spark-ignition internal combustion engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04183922A (en) * 1990-11-16 1992-06-30 Toyota Motor Corp Direct cylinder injection spark ignition engine
JPH04272448A (en) * 1991-02-27 1992-09-29 Fuji Heavy Ind Ltd Catalyst activation control device of intra-cylinder direct injection type engine
JP2000104608A (en) * 1998-09-25 2000-04-11 Nippon Soken Inc Control device for spark iginition cylinder direct injection type internal combustion engine
JP2006200495A (en) * 2005-01-24 2006-08-03 Toyota Motor Corp Cylinder-injection spark-ignition internal combustion engine

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