JPH04241754A - 筒内噴射式内燃機関 - Google Patents
筒内噴射式内燃機関Info
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- JPH04241754A JPH04241754A JP273791A JP273791A JPH04241754A JP H04241754 A JPH04241754 A JP H04241754A JP 273791 A JP273791 A JP 273791A JP 273791 A JP273791 A JP 273791A JP H04241754 A JPH04241754 A JP H04241754A
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- fuel
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- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 239000000779 smoke Substances 0.000 abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3076—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special conditions for selecting a mode of combustion, e.g. for starting, for diagnosing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
- F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
- F02D41/3029—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode further comprising a homogeneous charge spark-ignited mode
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は筒内噴射式内燃機関に関
する。
する。
【0002】
【従来の技術】特開昭60−30420号公報には、負
荷の増大に伴って燃料噴射時期を早めるようにした筒内
直接噴射式火花点火機関が開示されている。この機関で
は、低負荷運転時には圧縮行程後半に燃料を点火栓付近
に噴射し、点火栓付近に燃焼可能な混合気を形成して良
好な着火と燃焼とを得られるようにし、一方、高負荷運
転時には吸気行程前半に燃料を噴射し、燃料を筒内に十
分拡散させることによって空気利用率を高め、出力の向
上を図るようにしている。
荷の増大に伴って燃料噴射時期を早めるようにした筒内
直接噴射式火花点火機関が開示されている。この機関で
は、低負荷運転時には圧縮行程後半に燃料を点火栓付近
に噴射し、点火栓付近に燃焼可能な混合気を形成して良
好な着火と燃焼とを得られるようにし、一方、高負荷運
転時には吸気行程前半に燃料を噴射し、燃料を筒内に十
分拡散させることによって空気利用率を高め、出力の向
上を図るようにしている。
【0003】この機関では、中負荷運転時においては吸
気行程後半から圧縮行程前半付近で燃料を噴射し、この
噴射燃料は筒内全体に拡散する。しかし、中負荷運転時
における燃料噴射量は高負荷運転時における程十分に多
くないため、筒内全体に拡散した燃料によって形成され
る混合気は過薄となり、着火及び燃焼が困難になるとい
う問題がある。
気行程後半から圧縮行程前半付近で燃料を噴射し、この
噴射燃料は筒内全体に拡散する。しかし、中負荷運転時
における燃料噴射量は高負荷運転時における程十分に多
くないため、筒内全体に拡散した燃料によって形成され
る混合気は過薄となり、着火及び燃焼が困難になるとい
う問題がある。
【0004】これを解決するものとして特開平2−16
9834号公報には、軽負荷時にピストンの頂面に設け
たキャビティに向けて燃料を噴射し、キャビティ内の空
気の流れによって、リッチな混合気層から空気層まで変
化する燃料分布が不均一な混合気を生成して成層燃焼を
実現する内燃機関が開示されている。
9834号公報には、軽負荷時にピストンの頂面に設け
たキャビティに向けて燃料を噴射し、キャビティ内の空
気の流れによって、リッチな混合気層から空気層まで変
化する燃料分布が不均一な混合気を生成して成層燃焼を
実現する内燃機関が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、低温時にはピ
ストンや燃焼室壁の温度が低く、そのために混合気の生
成が遅く、成層混合気が充分に形成されないため、エミ
ッションが悪化し、スモークが発生するという問題があ
った。
ストンや燃焼室壁の温度が低く、そのために混合気の生
成が遅く、成層混合気が充分に形成されないため、エミ
ッションが悪化し、スモークが発生するという問題があ
った。
【0006】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
燃焼室温度が低いとき低い負荷回転領域で成層燃焼から
均一燃焼への切換えを行なうことにより、エミッション
の向上、及びスモークの発生を防止する筒内噴射式内燃
機関を提供することを目的とする。
燃焼室温度が低いとき低い負荷回転領域で成層燃焼から
均一燃焼への切換えを行なうことにより、エミッション
の向上、及びスモークの発生を防止する筒内噴射式内燃
機関を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1は本発明装置の原理
図を示す。
図を示す。
【0008】同図中、内燃機関M1の運転状態は運転状
態検出手段M2によって検出され、演算手段M3は運転
状態検出手段M2の検出結果に応じて内燃機関M1の燃
料量を算出し、成層燃焼か均一燃焼かの燃焼モードを決
定する。
態検出手段M2によって検出され、演算手段M3は運転
状態検出手段M2の検出結果に応じて内燃機関M1の燃
料量を算出し、成層燃焼か均一燃焼かの燃焼モードを決
定する。
【0009】燃料噴射手段M4は、燃料を直接燃焼室に
噴射する。燃焼切換補正手段M5は、燃焼室の温度が低
いとき温度が低いほど低い負荷回転領域で成層燃焼から
均一燃焼に切換える。
噴射する。燃焼切換補正手段M5は、燃焼室の温度が低
いとき温度が低いほど低い負荷回転領域で成層燃焼から
均一燃焼に切換える。
【0010】
【作用】本発明においては、燃焼室が低温のときは高温
時に比べて低い負荷回転領域で均一燃焼が行なわれ、均
一燃焼では成層燃焼よりも燃料の噴射タイミングが早い
ので燃焼の霧化が充分に行なわれる。
時に比べて低い負荷回転領域で均一燃焼が行なわれ、均
一燃焼では成層燃焼よりも燃料の噴射タイミングが早い
ので燃焼の霧化が充分に行なわれる。
【0011】
【実施例】図2は本発明の内燃機関の一実施例の断面構
造図を示す。
造図を示す。
【0012】同図中、1はシリンダブロック、2はピス
トン、3はシリンダブロック1上に固定されたシリンダ
ヘッド、4は燃焼室、5は給気弁、6は排気弁、7は給
気ポート、8は排気ポート、9は点火栓、10は燃料噴
射弁夫々を示す。
トン、3はシリンダブロック1上に固定されたシリンダ
ヘッド、4は燃焼室、5は給気弁、6は排気弁、7は給
気ポート、8は排気ポート、9は点火栓、10は燃料噴
射弁夫々を示す。
【0013】ピストン2の頂面上には点火栓9の下方か
ら燃料噴射弁10の先端部の下方まで延在するキャビテ
ィ15が形成されている。
ら燃料噴射弁10の先端部の下方まで延在するキャビテ
ィ15が形成されている。
【0014】上記の内燃機関は図3に示す電子制御ユニ
ット20によって燃料噴射制御を行なわれる。
ット20によって燃料噴射制御を行なわれる。
【0015】電子制御ユニット20は、双方向性バス2
1によって相互に接続されたROM(リードオンリメモ
リ)22,RAM(ランダムアクセスメモリ)23,C
PU(マイクロプロセッサ)24,バックアップRAM
25,入力ポート26及び出力ポート27を具備する。 スロットル弁に設けられたスロットルセンサ30はスロ
ットル弁開度に比例した出力電圧を発生し、水温センサ
31は冷却水の水温に比例した出力電圧を発生し、吸気
温センサ32は吸入空気の温度に比例した出力電圧を発
生する。上記スロットルセンサ30,水温センサ31,
吸気温センサ32夫々の出力電圧はA/D変換器34,
35,36夫々を介して入力ポート26に供給される。
1によって相互に接続されたROM(リードオンリメモ
リ)22,RAM(ランダムアクセスメモリ)23,C
PU(マイクロプロセッサ)24,バックアップRAM
25,入力ポート26及び出力ポート27を具備する。 スロットル弁に設けられたスロットルセンサ30はスロ
ットル弁開度に比例した出力電圧を発生し、水温センサ
31は冷却水の水温に比例した出力電圧を発生し、吸気
温センサ32は吸入空気の温度に比例した出力電圧を発
生する。上記スロットルセンサ30,水温センサ31,
吸気温センサ32夫々の出力電圧はA/D変換器34,
35,36夫々を介して入力ポート26に供給される。
【0016】更に入力ポート26は機関回転数NEを表
わす出力信号を発生する回転数センサ40と、クランク
シャフト(図示しない)が一定角度だけ回転する毎に出
力パルスを発生するクランク角センサ41とが接続され
る。一方出力ポート27は駆動回路45を介し燃料噴射
弁10に接続される。
わす出力信号を発生する回転数センサ40と、クランク
シャフト(図示しない)が一定角度だけ回転する毎に出
力パルスを発生するクランク角センサ41とが接続され
る。一方出力ポート27は駆動回路45を介し燃料噴射
弁10に接続される。
【0017】図4,図5は燃料噴射タイミング制御処理
の一実施例のフローチャートを示す。この処理はメイン
ルーチンの一部であり、数msec毎に実行される。
の一実施例のフローチャートを示す。この処理はメイン
ルーチンの一部であり、数msec毎に実行される。
【0018】同図中、ステップ50では回転数NE及び
スロットル開度TAを読込み、ステップ51でこの回転
数NEとスロットル開度TAを用いて図5に示す噴射タ
イミングマップを参照し、ステップ52で噴射タイミン
グマップから均一燃焼、成層燃焼夫々の噴射タイミング
IFTHOTH,IFTHOTSを求める。図5のマッ
プにおいて、回転数NEが高いほど噴射タイミングIF
THOTH,IFTHOTS(単位は上死点前角度BT
DC)が大きい。
スロットル開度TAを読込み、ステップ51でこの回転
数NEとスロットル開度TAを用いて図5に示す噴射タ
イミングマップを参照し、ステップ52で噴射タイミン
グマップから均一燃焼、成層燃焼夫々の噴射タイミング
IFTHOTH,IFTHOTSを求める。図5のマッ
プにおいて、回転数NEが高いほど噴射タイミングIF
THOTH,IFTHOTS(単位は上死点前角度BT
DC)が大きい。
【0019】また、成層燃焼を行なうスロットル開度の
最大値ta2は均一燃焼を行なうスロットル開度の最小
値ta1よりも大きく、上記スロットル開度の値ta1
からta2の範囲では成層燃焼、均一燃焼夫々に対して
噴射タイミングを求めることができる。また、噴射タイ
ミングIFTHOTH,IFTHOTS夫々は全て暖気
が済んだ状態での値を用いている。ステップ53ではエ
ンジン冷却水の水温THWを読込み、ステップ54で図
7に示す噴射タイミング水温補正マップを参照し、ステ
ップ55でこのマップから噴射タイミング水温補正値C
IFTTHW(単位は上死点前角度)を求める。噴射タ
イミング水温補正値CIFTTHWは冷却水温が低くピ
ストン2や燃焼室4の温度が低いとき値が大きくなる。
最大値ta2は均一燃焼を行なうスロットル開度の最小
値ta1よりも大きく、上記スロットル開度の値ta1
からta2の範囲では成層燃焼、均一燃焼夫々に対して
噴射タイミングを求めることができる。また、噴射タイ
ミングIFTHOTH,IFTHOTS夫々は全て暖気
が済んだ状態での値を用いている。ステップ53ではエ
ンジン冷却水の水温THWを読込み、ステップ54で図
7に示す噴射タイミング水温補正マップを参照し、ステ
ップ55でこのマップから噴射タイミング水温補正値C
IFTTHW(単位は上死点前角度)を求める。噴射タ
イミング水温補正値CIFTTHWは冷却水温が低くピ
ストン2や燃焼室4の温度が低いとき値が大きくなる。
【0020】この後、ステップ56で噴射実行タイミン
グIFTEXECH,IFTEXECS夫々を次式にて
求める。
グIFTEXECH,IFTEXECS夫々を次式にて
求める。
【0021】IFTEXECH=IFTHOTHIFT
EXECS=IFTHOTS+CIFTTHW図8に2
サイクルエンジンにおける噴射実行タイミングIFTE
XECSを示す。
EXECS=IFTHOTS+CIFTTHW図8に2
サイクルエンジンにおける噴射実行タイミングIFTE
XECSを示す。
【0022】次に、図5のステップ57で回転数NE及
びスロットル開度TAを用いて図9に示す燃焼切換マッ
プを読込み、ステップ58で成層燃焼から均一燃焼に切
換える閾値曲線HSHHOTと、均一燃焼から成層燃焼
に切換える閾値曲線LSHHOTを求める。閾値曲線H
SHHOTとLSHHOTと2種類設定することにより
ヒステリシス特性を与えている。
びスロットル開度TAを用いて図9に示す燃焼切換マッ
プを読込み、ステップ58で成層燃焼から均一燃焼に切
換える閾値曲線HSHHOTと、均一燃焼から成層燃焼
に切換える閾値曲線LSHHOTを求める。閾値曲線H
SHHOTとLSHHOTと2種類設定することにより
ヒステリシス特性を与えている。
【0023】ステップ59では水温THWを用いて図1
0に示す閾値水温補正マップを読込み、ステップ60で
成層燃焼時、均一燃焼時夫々の閾値水温補正係数CSH
THWH,CSHTHWL夫々を求める。ステップ61
では次式により成層燃焼/均一燃焼補正閾値曲線HSH
,LSH夫々を求める。
0に示す閾値水温補正マップを読込み、ステップ60で
成層燃焼時、均一燃焼時夫々の閾値水温補正係数CSH
THWH,CSHTHWL夫々を求める。ステップ61
では次式により成層燃焼/均一燃焼補正閾値曲線HSH
,LSH夫々を求める。
【0024】HSH=HSHHOT×CSHTHWHL
SH=LSHHOT×CSHTHWL閾値水温補正係数
CSHTHWLは補正係数CSHTHWHに対し低温及
び高温時に値が小さいので上記の補正で外乱が多い低温
となるほど、成層燃焼から均一燃焼への切換えと、均一
燃焼から成層燃焼への切換えとのヒステリシスの差が拡
がり、切換えが規制される。
SH=LSHHOT×CSHTHWL閾値水温補正係数
CSHTHWLは補正係数CSHTHWHに対し低温及
び高温時に値が小さいので上記の補正で外乱が多い低温
となるほど、成層燃焼から均一燃焼への切換えと、均一
燃焼から成層燃焼への切換えとのヒステリシスの差が拡
がり、切換えが規制される。
【0025】次にステップ62で現在成層燃焼中である
かどうかを判別し、成層燃焼中であれば、ステップ63
でスロットル開度TA,回転数NE夫々を補正閾値曲線
HSH上のスロットル開度TAHSH,回転数NEHS
Hと比較し、スロットル開度TA,回転数NEが共に大
きく、図9上における補正閾値曲線HSHよりも上側に
位置していればステップ65で均一燃焼モードを設定し
、スロットル開度TA,回転数NEが共に小さく即ち負
荷回転領域が補正閾値曲線HSHよりも下側に位置して
いればステップ66で成層燃焼モードを設定する。次に
ステップ62で成層燃焼中はない、つまり均一燃焼中と
判別されれば、ステップ64でスロットル開度TA,回
転数NE夫々を補正閾値曲線LSH上のスロットル開度
TALSH,回転数NELSHと比較し、スロットル開
度TA,回転数NEが共に小さく、図9上における補正
閾値曲線LSHよりも下側に位置していればステップ6
6で成層燃焼モードを設定し、スロットル開度TA,回
転数NEが共に大きく補正閾値曲線LSHよりも上側に
位置していればステップ65で均一燃焼モードを設定す
る。ステップ67ではステップ65又は66で設定され
たモードの噴射実行タイミングIFTEXECH又はI
FTEXECSを用いて実際の噴射を開始させ、処理を
終了する。
かどうかを判別し、成層燃焼中であれば、ステップ63
でスロットル開度TA,回転数NE夫々を補正閾値曲線
HSH上のスロットル開度TAHSH,回転数NEHS
Hと比較し、スロットル開度TA,回転数NEが共に大
きく、図9上における補正閾値曲線HSHよりも上側に
位置していればステップ65で均一燃焼モードを設定し
、スロットル開度TA,回転数NEが共に小さく即ち負
荷回転領域が補正閾値曲線HSHよりも下側に位置して
いればステップ66で成層燃焼モードを設定する。次に
ステップ62で成層燃焼中はない、つまり均一燃焼中と
判別されれば、ステップ64でスロットル開度TA,回
転数NE夫々を補正閾値曲線LSH上のスロットル開度
TALSH,回転数NELSHと比較し、スロットル開
度TA,回転数NEが共に小さく、図9上における補正
閾値曲線LSHよりも下側に位置していればステップ6
6で成層燃焼モードを設定し、スロットル開度TA,回
転数NEが共に大きく補正閾値曲線LSHよりも上側に
位置していればステップ65で均一燃焼モードを設定す
る。ステップ67ではステップ65又は66で設定され
たモードの噴射実行タイミングIFTEXECH又はI
FTEXECSを用いて実際の噴射を開始させ、処理を
終了する。
【0026】このように、燃焼室が低温のときは高温時
に比べて低い負荷回転領域で均一燃焼が行なわれ、均一
燃焼では成層燃焼よりも燃料の噴射タイミングが早いの
で燃焼の霧化が充分に行なわれる。従ってエミッション
が向上し、スモークの発生を防止できる。
に比べて低い負荷回転領域で均一燃焼が行なわれ、均一
燃焼では成層燃焼よりも燃料の噴射タイミングが早いの
で燃焼の霧化が充分に行なわれる。従ってエミッション
が向上し、スモークの発生を防止できる。
【0027】なお、上記実施例では燃焼室4の温度を知
るものとして冷却水温THWを用いて閾値水温補正係数
CSHTHWH,CSHTHWLを求めているが、この
代りに吸気温THAを用いて上記補正係数CSHTHW
H,CSHTHWLと同様の閾値吸気温補正係数を求め
ても良く、上記実施例に限定されない。
るものとして冷却水温THWを用いて閾値水温補正係数
CSHTHWH,CSHTHWLを求めているが、この
代りに吸気温THAを用いて上記補正係数CSHTHW
H,CSHTHWLと同様の閾値吸気温補正係数を求め
ても良く、上記実施例に限定されない。
【0028】
【発明の効果】上述の如く、本発明の筒内噴射式内燃機
関によれば、混合気の形成を向上させ、エミッションの
向上、及びスモークの発生を防止することができ、実用
上きわめて有用である。
関によれば、混合気の形成を向上させ、エミッションの
向上、及びスモークの発生を防止することができ、実用
上きわめて有用である。
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明の内燃機関の断面構造図である。
【図3】電子制御ユニットのブロック図である。
【図4】燃料噴射タイミング制御処理のフローチャート
である。
である。
【図5】燃料噴射タイミング制御処理のフローチャート
である。
である。
【図6】噴射タイミングマップを示す図である。
【図7】噴射タイミング水温補正マップを示す図である
。
。
【図8】IFTEXECSを示す図である。
【図9】燃焼切換マップを示す図である。
【図10】閾値水温補正マップを示す図である。
2 ピストン
4 燃焼室
10 燃料噴射弁
15 キャビティ
30 スロットルセンサ
31 水温センサ
32 吸気温センサ
M1 内燃機関
M2 運転状態検出手段
M3 演算手段
M4 燃料噴射手段
M5 燃焼切換補正手段
Claims (1)
- 【請求項1】 燃焼室内に直接燃料噴射を行ない、小
燃料噴射時にピストンに設けられたキャビティ内で空燃
比がリッチな混合気層から空気層まで変化する燃料分布
が不均一な混合気を生成して成層燃焼を行ない、大燃料
噴射時に該ピストンキャビティ及び燃焼室内で燃料分布
が均一な混合気を生成して均一燃焼を行なう筒内噴射式
内燃機関において、該燃焼室の温度が低いとき該温度が
低いほど低い負荷回転領域で成層燃焼から均一燃焼に切
換える燃焼切換補正手段を有することを特徴とする筒内
噴射式内燃機関。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP273791A JPH04241754A (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 筒内噴射式内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP273791A JPH04241754A (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 筒内噴射式内燃機関 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04241754A true JPH04241754A (ja) | 1992-08-28 |
Family
ID=11537653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP273791A Pending JPH04241754A (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 筒内噴射式内燃機関 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04241754A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996036802A1 (fr) * | 1995-05-16 | 1996-11-21 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Dispositif de commande pour moteurs a combustion interne a injection et a allumage par etincelle |
WO1996036801A1 (fr) * | 1995-05-15 | 1996-11-21 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Moteur a combustion interne de type a injection en cylindre, et dispositif de commande d'injection de carburant pour ce dernier |
US5722362A (en) * | 1995-09-29 | 1998-03-03 | Hitachi, Ltd. | Direct injection system engine controlling apparatus |
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