JPS61250354A - 火花点火式エンジン - Google Patents
火花点火式エンジンInfo
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- JPS61250354A JPS61250354A JP9169185A JP9169185A JPS61250354A JP S61250354 A JPS61250354 A JP S61250354A JP 9169185 A JP9169185 A JP 9169185A JP 9169185 A JP9169185 A JP 9169185A JP S61250354 A JPS61250354 A JP S61250354A
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- JP
- Japan
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- engine
- fuel
- combustion
- nozzle
- injector
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (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
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、火花点火式エンジンに関し、負荷に応じて成
層化燃焼と予混合燃焼とを行わせるようにしたものの改
良に関する。
層化燃焼と予混合燃焼とを行わせるようにしたものの改
良に関する。
(従来の技術)
従来、燃費の低減および出力の向上を狙った火花点火式
エンジンとして、例えば特開昭56−151213号公
報に開示されているように、シリンダヘッドに、燃焼室
内に吸気行程から圧縮行程の間において燃料を噴射する
ノズルを配設し、このノズルの噴口部近傍に点火栓を配
置するとともに、吸気通路に該吸気通路内に燃料を供給
する燃料供給手段を配設して、低負荷時にはノズルのみ
から燃料を噴射して燃焼室のノズル噴口部近傍がリッチ
となる成層状の希薄混合気を形成し、この希薄混合気を
点火栓で良好に着火して成層化燃焼させることにより燃
費を低減する一方、高負荷時には燃料供給手段からも燃
料を噴射して吸気通路内で吸入空気を全体的に利用して
混合気を形成し、この混合気を燃焼室に供給してノズル
からの噴射燃料により生成された希薄混合気と混合し、
点火栓で着火して予混合燃焼させることにより空気利用
率を高めてエンジン出力を向上させるようにしたものは
知られている。
エンジンとして、例えば特開昭56−151213号公
報に開示されているように、シリンダヘッドに、燃焼室
内に吸気行程から圧縮行程の間において燃料を噴射する
ノズルを配設し、このノズルの噴口部近傍に点火栓を配
置するとともに、吸気通路に該吸気通路内に燃料を供給
する燃料供給手段を配設して、低負荷時にはノズルのみ
から燃料を噴射して燃焼室のノズル噴口部近傍がリッチ
となる成層状の希薄混合気を形成し、この希薄混合気を
点火栓で良好に着火して成層化燃焼させることにより燃
費を低減する一方、高負荷時には燃料供給手段からも燃
料を噴射して吸気通路内で吸入空気を全体的に利用して
混合気を形成し、この混合気を燃焼室に供給してノズル
からの噴射燃料により生成された希薄混合気と混合し、
点火栓で着火して予混合燃焼させることにより空気利用
率を高めてエンジン出力を向上させるようにしたものは
知られている。
(発明が解決しようとする問題点)
ところで、このような火花点火式エンジンでは、エンジ
ンの温度が低い始動時および暖機時にノズルおよび燃料
供給手段の両方から燃料を供給して燃料の気化を促進す
ることにより、始動時の着火性および暖機時の燃焼安定
性を向上させることが考えられる。
ンの温度が低い始動時および暖機時にノズルおよび燃料
供給手段の両方から燃料を供給して燃料の気化を促進す
ることにより、始動時の着火性および暖機時の燃焼安定
性を向上させることが考えられる。
しかし、上記提案のものでは、始動時および暖機時には
成層化燃焼ができないので、燃費を低減することができ
ない。しかも、暖機終了時に成層化燃焼に移行すべく燃
料供給手段からの燃料供給を停止させるとともにノズル
からの燃料供給量を増大させると、ノズルからの燃料供
給の応答遅れや空気利用率の急激な低下によって、スム
ーズに成層化燃焼に移行できず、エンジンの運転状態が
不安定になる。
成層化燃焼ができないので、燃費を低減することができ
ない。しかも、暖機終了時に成層化燃焼に移行すべく燃
料供給手段からの燃料供給を停止させるとともにノズル
からの燃料供給量を増大させると、ノズルからの燃料供
給の応答遅れや空気利用率の急激な低下によって、スム
ーズに成層化燃焼に移行できず、エンジンの運転状態が
不安定になる。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、上述の如く負荷に応じて成層化燃焼
と予混合燃焼とを使い分けるようにした火花点火式エン
ジンにおいて、エンジンの始動時には強制的に予混合燃
焼させ、始動後の暖機時には暖機の進行に応じて徐々に
予混合燃焼から成層化燃焼に移行させることにより、始
動時の着火性を向上させるとともに、暖機時における燃
費の低減とエンジンの安定性とを両立させることにある
。
的とするところは、上述の如く負荷に応じて成層化燃焼
と予混合燃焼とを使い分けるようにした火花点火式エン
ジンにおいて、エンジンの始動時には強制的に予混合燃
焼させ、始動後の暖機時には暖機の進行に応じて徐々に
予混合燃焼から成層化燃焼に移行させることにより、始
動時の着火性を向上させるとともに、暖機時における燃
費の低減とエンジンの安定性とを両立させることにある
。
(問題点を解決するための手段)
上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、シリン
ダヘッド下端部もしくはピストン上端部の少なくとも一
方にシリンダ内に開口する略凹状の燃焼室を形成し、こ
の燃焼室内に吸気行程から圧縮行程の間において燃料を
噴射するノズルを設ける。また、吸気通路内に燃料を供
給する燃料供給手段を設け、燃焼室に点火栓を配置する
。さらにエンジンの温度を検出するエンジン温度検出手
段を設ける。そして、エンジンの始動時には上記ノズル
および燃料供給手段を作動させ、始動後の暖機時には上
記エンジン温度検出手段の出力を受け、エンジン温度の
上昇に伴い全燃料供給量に対する燃料供給手段による燃
料供給量の割合を減少させる制御手段を設ける構成とし
たものである。
ダヘッド下端部もしくはピストン上端部の少なくとも一
方にシリンダ内に開口する略凹状の燃焼室を形成し、こ
の燃焼室内に吸気行程から圧縮行程の間において燃料を
噴射するノズルを設ける。また、吸気通路内に燃料を供
給する燃料供給手段を設け、燃焼室に点火栓を配置する
。さらにエンジンの温度を検出するエンジン温度検出手
段を設ける。そして、エンジンの始動時には上記ノズル
および燃料供給手段を作動させ、始動後の暖機時には上
記エンジン温度検出手段の出力を受け、エンジン温度の
上昇に伴い全燃料供給量に対する燃料供給手段による燃
料供給量の割合を減少させる制御手段を設ける構成とし
たものである。
(作用)
上記の構成により、本発明では、エンジンの始動時には
燃料供給手段が作動して燃料が良好に気化しかつノズル
が作動して混合気がリッチ化することにより、着火性が
向上する。そして、始動後の暖機時には、暖機の進行に
よるエンジン温度の上昇に伴い全燃料供給量に対する燃
料供給手段の燃料供給量の割合が徐々に減少するととも
にノズルの燃料供給量の割合が徐々に増大することによ
り、燃料供給手段により吸気通路内の吸入空気全体を利
用して生成された混合気に点火栓で点火してなされる予
混合燃焼から、ノズルにより生成された成層状の希1混
合気に点火栓で点火してなされる成層化燃焼へ安定して
移行することになり、この成層化燃焼によって暖機時の
燃費が低減されることになる。また、エンジンの低負荷
時にはノズルおよび点火栓が作動して成層化燃焼がなさ
れる一方、高負荷時にはノズル、燃料供給手段および点
火栓が作動して、燃料供給手段により生成された混合気
およびノズルにより生成された希薄混合気に点火栓で点
火して予混合燃焼がなされる。
燃料供給手段が作動して燃料が良好に気化しかつノズル
が作動して混合気がリッチ化することにより、着火性が
向上する。そして、始動後の暖機時には、暖機の進行に
よるエンジン温度の上昇に伴い全燃料供給量に対する燃
料供給手段の燃料供給量の割合が徐々に減少するととも
にノズルの燃料供給量の割合が徐々に増大することによ
り、燃料供給手段により吸気通路内の吸入空気全体を利
用して生成された混合気に点火栓で点火してなされる予
混合燃焼から、ノズルにより生成された成層状の希1混
合気に点火栓で点火してなされる成層化燃焼へ安定して
移行することになり、この成層化燃焼によって暖機時の
燃費が低減されることになる。また、エンジンの低負荷
時にはノズルおよび点火栓が作動して成層化燃焼がなさ
れる一方、高負荷時にはノズル、燃料供給手段および点
火栓が作動して、燃料供給手段により生成された混合気
およびノズルにより生成された希薄混合気に点火栓で点
火して予混合燃焼がなされる。
(実施例)
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図および第2図は本発明の第1実施例を示す;1は
シリンダブロック2およびシリンダヘッド3により形成
されたシリンダであって、該シリンダ1内にはピストン
4が摺動自在に嵌挿されている。上記シリンダヘッド3
にはそれぞれシリンダ1に開口する第1および第2吸気
ポート5.6並びに排気ボート7が形成されており、該
第1および第2吸気ポート5,6には主吸気通路8から
2又状に分岐した第1および第2吸気通路3a。
シリンダブロック2およびシリンダヘッド3により形成
されたシリンダであって、該シリンダ1内にはピストン
4が摺動自在に嵌挿されている。上記シリンダヘッド3
にはそれぞれシリンダ1に開口する第1および第2吸気
ポート5.6並びに排気ボート7が形成されており、該
第1および第2吸気ポート5,6には主吸気通路8から
2又状に分岐した第1および第2吸気通路3a。
8bの下流端がそれぞれ個別に接続されており、シリン
ダ1に吸入空気を供給するようにしている。
ダ1に吸入空気を供給するようにしている。
また、上記排気ボート7には排気通路9の上流端が接続
されており、シリンダ1からの排気ガスを排出するよう
にしている。尚、10.10は第1および第2吸気ボー
ト5.6に設けられた吸気弁、11は排気ボート7に設
けられた排気弁である。
されており、シリンダ1からの排気ガスを排出するよう
にしている。尚、10.10は第1および第2吸気ボー
ト5.6に設けられた吸気弁、11は排気ボート7に設
けられた排気弁である。
上記シリンダヘッド3下端部の排気ボート7側にはシリ
ンダ1に開口する略凹状の燃焼室12が形成されている
。上記シリンダヘッド3の燃焼室12内には燃料噴射ノ
ズル13が配設されていて、燃焼室12内にシリンダ1
の吸気行程から圧縮行程の間において燃料を噴射してシ
リンダ1内にノズル13の噴口部近傍がリッチになるよ
うな成層状の希薄混合気を生成するようになされている
。
ンダ1に開口する略凹状の燃焼室12が形成されている
。上記シリンダヘッド3の燃焼室12内には燃料噴射ノ
ズル13が配設されていて、燃焼室12内にシリンダ1
の吸気行程から圧縮行程の間において燃料を噴射してシ
リンダ1内にノズル13の噴口部近傍がリッチになるよ
うな成層状の希薄混合気を生成するようになされている
。
また、上記燃焼室12内においてノズル13の噴口部近
傍には、第1点火栓14が配置されている。
傍には、第1点火栓14が配置されている。
一方、上記主吸気通路8の分岐部直上流には、燃料供給
手段としてのインジェクタ15が配設されていて、予混
合燃焼時に作動して主吸気通路8内に燃料を噴射供給す
ることにより、吸気通路8内で混合気を生成するように
なされている。また、シリンダボアの略中央部のシリン
ダヘッド3には予混合燃焼時に作動する第2点火栓16
が配置されている。
手段としてのインジェクタ15が配設されていて、予混
合燃焼時に作動して主吸気通路8内に燃料を噴射供給す
ることにより、吸気通路8内で混合気を生成するように
なされている。また、シリンダボアの略中央部のシリン
ダヘッド3には予混合燃焼時に作動する第2点火栓16
が配置されている。
上記ノズル13の噴口面積はインジェクタ15の噴口面
積よりも小さく設定されているとともに、ノズル13の
噴霧角はインジェクタ15の噴霧角よりも大きく設定さ
れていて、ノズル13およびインジェクタ15の各噴口
部から燃焼方式に応じて適切に燃料を噴射するようにし
ている。
積よりも小さく設定されているとともに、ノズル13の
噴霧角はインジェクタ15の噴霧角よりも大きく設定さ
れていて、ノズル13およびインジェクタ15の各噴口
部から燃焼方式に応じて適切に燃料を噴射するようにし
ている。
また、上記第1点火栓14は熱価の低い焼は形が採用さ
れ、一方、第2点火柱16は熱価の高い冷え形が採用さ
れていて、燃焼方式に応じて安定して火花を発生するよ
うにしている。
れ、一方、第2点火柱16は熱価の高い冷え形が採用さ
れていて、燃焼方式に応じて安定して火花を発生するよ
うにしている。
さらに、上記インジェクタ15上流の主吸気通路8には
スワールコントロールバルブ17がアクチュエータ18
に連結されて配設され、該スワールコントロールバルブ
17上流の主吸気通路8と第1吸気ボート5直上流の第
1吸気通路8aとはバイパス通路8Cによって連通され
ていて、上記アクチュエータ18の作動によってエンジ
ンの低負荷時にはスワールコントロールバルブ17を閉
じて吸入空気をバイパス通路8Cのみに通して流速を増
すことによりシリンダ1内にスワールを生成させるとと
もに、高負荷時にはスワールコントロールバルブ17を
所定開度に設定してエンジン回転数および負荷に応じた
流量の吸入空気をシリンダ1に供給するようになされて
いる。
スワールコントロールバルブ17がアクチュエータ18
に連結されて配設され、該スワールコントロールバルブ
17上流の主吸気通路8と第1吸気ボート5直上流の第
1吸気通路8aとはバイパス通路8Cによって連通され
ていて、上記アクチュエータ18の作動によってエンジ
ンの低負荷時にはスワールコントロールバルブ17を閉
じて吸入空気をバイパス通路8Cのみに通して流速を増
すことによりシリンダ1内にスワールを生成させるとと
もに、高負荷時にはスワールコントロールバルブ17を
所定開度に設定してエンジン回転数および負荷に応じた
流量の吸入空気をシリンダ1に供給するようになされて
いる。
また、シリンダブロック2の側壁にはエンジン冷却水I
Tによりエンジンの温度を検出するエンジン温度検出手
段としての水温センサ19が取付けられている。
Tによりエンジンの温度を検出するエンジン温度検出手
段としての水温センサ19が取付けられている。
そして、上記ノズル13、インジェクタ15、アクチュ
エータ18および水温センサ19はCPU20に接続さ
れているとともに、第1.第2点火栓14.16はそれ
ぞれイグナイタ228.22bを介してCPU20に接
続されており、該CPU20にはエンジン回転数N1ス
ロツトル開度P1イグニッションスイッチ信号Iおよび
吸気負圧Bの各信号が入力されていて、エンジンの始動
時には上記ノズル13およびインジェクタ15を作動さ
せ、始動後の暖機時には上記水温センサ19の出力を受
け、エンジン温度の上昇に伴い全燃料供給量に対するイ
ンジェクタ15による燃料供給量の割合を減少させ、エ
ンジンの低負荷時には、上記ノズル13および第1点火
栓14を作動させかつスワールコントロールバルブ17
を閉じる一方、高負荷時には、上記ノズル13.第1点
火栓14、インジェクタ15および第2点火柱16を作
動させかつスワールコントロールバルブ17を所定開度
に設定するようにした制御手段21が構成されている。
エータ18および水温センサ19はCPU20に接続さ
れているとともに、第1.第2点火栓14.16はそれ
ぞれイグナイタ228.22bを介してCPU20に接
続されており、該CPU20にはエンジン回転数N1ス
ロツトル開度P1イグニッションスイッチ信号Iおよび
吸気負圧Bの各信号が入力されていて、エンジンの始動
時には上記ノズル13およびインジェクタ15を作動さ
せ、始動後の暖機時には上記水温センサ19の出力を受
け、エンジン温度の上昇に伴い全燃料供給量に対するイ
ンジェクタ15による燃料供給量の割合を減少させ、エ
ンジンの低負荷時には、上記ノズル13および第1点火
栓14を作動させかつスワールコントロールバルブ17
を閉じる一方、高負荷時には、上記ノズル13.第1点
火栓14、インジェクタ15および第2点火柱16を作
動させかつスワールコントロールバルブ17を所定開度
に設定するようにした制御手段21が構成されている。
次に、上記制御手段21の作動を第3図に示すフローチ
ャートに基づいて説明するに、スタート後、ステップS
1でエンジンが始動時か否かを判別し、始動時であるY
ESのときには、ステップS2でスワールコントロール
バルブ17を所定開度に固定してからステップS3で全
燃料供給量としての全噴tf4fiτ0を決定したのち
、ステップS4で全燃料供給量に対するインジェクタ1
5の燃料供給量の割合つまり噴射割合rを第4図に示す
ようなマツプに基づいて決定する。そして、ステツブS
5で上記全噴射量τ0および噴射割合rに基づいてノズ
ル13の噴tJJ撥QA−(1−r)・τ0およびイン
ジェクタ15の噴fJJJEIQe −r ・τ0を決
定し、ステップS6でノズル13およびインジェクタ1
5の各噴射時期TA、T8を決定して、これら決定値Q
A、T^、Qe 、Taに基づいてステ°ツブS7でノ
ズル13およびインジェクタ15を作動させる。このこ
とにより、インジェクタ15から噴射されて良好に気化
した燃料がシリンダ1内に吸入されるとともに、ノズル
13から噴射された燃料によってシリンダ1内の混合気
がリッチ化されるので着火性を向上させることができる
。一方、この混合気の生成と並行して、ステップS8に
おいて第1点火栓14および第2点火栓16の点火時期
を決定し、この決定値に基づいてステップS9で第1点
火栓14、および第2点火柱16を作動させて上記混合
気に着火して予混合燃焼させ、ステップS1に戻る。
ャートに基づいて説明するに、スタート後、ステップS
1でエンジンが始動時か否かを判別し、始動時であるY
ESのときには、ステップS2でスワールコントロール
バルブ17を所定開度に固定してからステップS3で全
燃料供給量としての全噴tf4fiτ0を決定したのち
、ステップS4で全燃料供給量に対するインジェクタ1
5の燃料供給量の割合つまり噴射割合rを第4図に示す
ようなマツプに基づいて決定する。そして、ステツブS
5で上記全噴射量τ0および噴射割合rに基づいてノズ
ル13の噴tJJ撥QA−(1−r)・τ0およびイン
ジェクタ15の噴fJJJEIQe −r ・τ0を決
定し、ステップS6でノズル13およびインジェクタ1
5の各噴射時期TA、T8を決定して、これら決定値Q
A、T^、Qe 、Taに基づいてステ°ツブS7でノ
ズル13およびインジェクタ15を作動させる。このこ
とにより、インジェクタ15から噴射されて良好に気化
した燃料がシリンダ1内に吸入されるとともに、ノズル
13から噴射された燃料によってシリンダ1内の混合気
がリッチ化されるので着火性を向上させることができる
。一方、この混合気の生成と並行して、ステップS8に
おいて第1点火栓14および第2点火栓16の点火時期
を決定し、この決定値に基づいてステップS9で第1点
火栓14、および第2点火柱16を作動させて上記混合
気に着火して予混合燃焼させ、ステップS1に戻る。
そして、始動後はステップS +oでエンジン回転数N
およびスロットル開度Pを読込み、ステップS nで冷
却水fATおよび吸気負圧B@−読込んだ後、これらの
入力値N、P、T、Bに基づいてステップS 12で吸
入空気流MAおよび噴射燃料流IFを算出し、次のステ
ップSL3で冷却水ITを暖機完了基準温度Toと比較
し、T≦ToのNoのときには暖機時であると判断して
ステップS2に進み上述したステップ82〜SI2の動
作を繰返す。この間に予混合燃焼によって暖機が進行す
るので冷却水WATは上昇し、これに伴い第4図に示す
如く噴射割合rが減少する。このことにより、インジェ
クタ15の噴射m Q aが徐々に減少するとともにノ
ズル13の噴6’f l Q Aが徐々に増大して、予
混合燃焼から成層化燃焼への移行がスムーズにかつ安定
して行われる。しかも、このように暖機の進行程度に応
じて成層化燃焼がなされるので、暖機時における燃費を
低減することができる。
およびスロットル開度Pを読込み、ステップS nで冷
却水fATおよび吸気負圧B@−読込んだ後、これらの
入力値N、P、T、Bに基づいてステップS 12で吸
入空気流MAおよび噴射燃料流IFを算出し、次のステ
ップSL3で冷却水ITを暖機完了基準温度Toと比較
し、T≦ToのNoのときには暖機時であると判断して
ステップS2に進み上述したステップ82〜SI2の動
作を繰返す。この間に予混合燃焼によって暖機が進行す
るので冷却水WATは上昇し、これに伴い第4図に示す
如く噴射割合rが減少する。このことにより、インジェ
クタ15の噴射m Q aが徐々に減少するとともにノ
ズル13の噴6’f l Q Aが徐々に増大して、予
混合燃焼から成層化燃焼への移行がスムーズにかつ安定
して行われる。しかも、このように暖機の進行程度に応
じて成層化燃焼がなされるので、暖機時における燃費を
低減することができる。
そして、暖機が完了してステップS 13でT>TOの
YESと判定されると、次のステップSHで上記吸入空
気流量Aおよび噴射燃料流量Fk:基づいて空気過剰率
λを算出する。
YESと判定されると、次のステップSHで上記吸入空
気流量Aおよび噴射燃料流量Fk:基づいて空気過剰率
λを算出する。
次に、ステップS +sでこの空気過剰率λを基準空気
過剰率λ0と比較し、λ≧λ0のYESのときには低負
荷時であると判断してステップS 16でスワールコン
トロールバルブ17を閉じる。このことにより、吸入空
気流量が減少してシリンダ1内の混合気の空燃比がA−
バリーンになるのが防止されるとともに、シリンダ1内
にスワールが生成されこのスワールによってノズル13
からの噴射燃料がシリンダ1内上部に偏在することにな
る。
過剰率λ0と比較し、λ≧λ0のYESのときには低負
荷時であると判断してステップS 16でスワールコン
トロールバルブ17を閉じる。このことにより、吸入空
気流量が減少してシリンダ1内の混合気の空燃比がA−
バリーンになるのが防止されるとともに、シリンダ1内
にスワールが生成されこのスワールによってノズル13
からの噴射燃料がシリンダ1内上部に偏在することにな
る。
その後、ステップS ryにおいて、ノズル13の噴射
量QAおよび噴射時期TAを決定する。そして、これら
の決定値QAおよびTAに基づいてステップS reで
ノズル13を作動させて燃料を噴射させることにより、
この噴射燃料と上記スワールとによってノズル噴口部近
傍がリッチになるような成層状の希薄混合気が生成され
る。一方、この希薄混合気の生成と並行して、ステップ
S +sにおいて、第1点火栓14の点火時期を決定し
、この決定値に基づいてステップSaで第1点火栓14
を作動させて上記希薄混合気に着火し成層化燃焼させる
。この場合、第1点火栓14はリッチな混合気が偏在す
るノズル噴口部近傍に配置されているので、希薄混合気
は確実に着火する。したがって、着火性を良好なものと
しながら成層化燃焼による燃費低減を図ることができる
。
量QAおよび噴射時期TAを決定する。そして、これら
の決定値QAおよびTAに基づいてステップS reで
ノズル13を作動させて燃料を噴射させることにより、
この噴射燃料と上記スワールとによってノズル噴口部近
傍がリッチになるような成層状の希薄混合気が生成され
る。一方、この希薄混合気の生成と並行して、ステップ
S +sにおいて、第1点火栓14の点火時期を決定し
、この決定値に基づいてステップSaで第1点火栓14
を作動させて上記希薄混合気に着火し成層化燃焼させる
。この場合、第1点火栓14はリッチな混合気が偏在す
るノズル噴口部近傍に配置されているので、希薄混合気
は確実に着火する。したがって、着火性を良好なものと
しながら成層化燃焼による燃費低減を図ることができる
。
また、上記ノズル13の噴口面積はインジェクタ15の
噴口面積よりも小さく設定されているので、噴射燃料の
霧化が促進されて希薄混合気の燃焼性を向上させること
ができる。しかも、ノズル14の噴霧角はインジェクタ
15の噴霧角よりも大きく設定されているので、噴射燃
料の霧化が一層促進されるとともに霧化燃料のシリンダ
方向への拡散が促進されて希薄混合気の燃焼性をより一
層向上させることができる。
噴口面積よりも小さく設定されているので、噴射燃料の
霧化が促進されて希薄混合気の燃焼性を向上させること
ができる。しかも、ノズル14の噴霧角はインジェクタ
15の噴霧角よりも大きく設定されているので、噴射燃
料の霧化が一層促進されるとともに霧化燃料のシリンダ
方向への拡散が促進されて希薄混合気の燃焼性をより一
層向上させることができる。
さらに、第1点火栓14は熱価の低い焼は形が採用され
ているので、希薄混合気であるにも拘らず火炎核を安定
して形成することができ、良好な着火性を実現すること
ができる。この場合、第1点火栓14のアーク時間を第
2点火栓16のアーク時間よりも長く設定することは、
成層化燃焼時の着火性を向上させることになり好ましい
。また、奥まった略凹状の燃焼室2に第1点火栓14が
配置されているので、第1点火栓14の周囲にはスキッ
シュ流による乱れが生成されず、着火性の向上に寄与す
ることができる。
ているので、希薄混合気であるにも拘らず火炎核を安定
して形成することができ、良好な着火性を実現すること
ができる。この場合、第1点火栓14のアーク時間を第
2点火栓16のアーク時間よりも長く設定することは、
成層化燃焼時の着火性を向上させることになり好ましい
。また、奥まった略凹状の燃焼室2に第1点火栓14が
配置されているので、第1点火栓14の周囲にはスキッ
シュ流による乱れが生成されず、着火性の向上に寄与す
ることができる。
一方、ステップS’sにおいて、λくλ0のN。
のときには高負荷時であると判断してステップS21で
スワールコントロールパルプ17の設定開度θを吸入空
気流mAに応じて算出し、次いでステップ822でスワ
ールコントロールパルプ17を開度θに設定する。この
ことにより、シリンダ1に供給する混合気を適正混合比
に精度良く制御することができるとともに、高負荷時に
はスワールコントロールパルプ17が全開されて吸入空
気が抵抗なくスムーズにシリンダ1内に吸入されて体積
効率が高められることから、エンジン出力を向上させる
ことが可能となる。
スワールコントロールパルプ17の設定開度θを吸入空
気流mAに応じて算出し、次いでステップ822でスワ
ールコントロールパルプ17を開度θに設定する。この
ことにより、シリンダ1に供給する混合気を適正混合比
に精度良く制御することができるとともに、高負荷時に
はスワールコントロールパルプ17が全開されて吸入空
気が抵抗なくスムーズにシリンダ1内に吸入されて体積
効率が高められることから、エンジン出力を向上させる
ことが可能となる。
その後、ステップ823において、ノズル13の噴D4
量QAおよび噴射時期TA並びにインジェクタ15の噴
射量Qo−および噴射時、期T8を決定する。そして、
これら決定値QA、TA、QB、T8に基づいてステッ
プS 24でノズル13およびインジェクタ15を作動
させる。このことにより、インジェクタ15からの燃料
の噴射によって主吸気通路8内の吸入空気全体を利用し
て混合気が生成され、この混合気がシリンダ1内に吸入
されてノズル13からの噴射燃料により生成された希薄
混合気と混合する。一方、この混合気の生成と並行して
、ステップSδにおいて、第1点火栓14および第2点
火栓16の点火時期を決定し、この決定値に基づいてス
テップ82Bで第1点火栓14および第2点火栓16を
作動させて上記混合気に着火し予混合燃焼させる。この
場合、第2点火栓16はシリンダボアの略中央部に配置
されているので、シリンダ1周端への火炎伝11i11
1を最短化して燃焼速度を速めることができる。また、
第1点火栓14も作動するので、奥まった燃焼室12の
混合気の燃焼速度も速めることができる。したがって、
燃焼安定性を高めながら空気利用率を向上させて予混合
燃焼によるエンジン出力の向上を図ることができる。
量QAおよび噴射時期TA並びにインジェクタ15の噴
射量Qo−および噴射時、期T8を決定する。そして、
これら決定値QA、TA、QB、T8に基づいてステッ
プS 24でノズル13およびインジェクタ15を作動
させる。このことにより、インジェクタ15からの燃料
の噴射によって主吸気通路8内の吸入空気全体を利用し
て混合気が生成され、この混合気がシリンダ1内に吸入
されてノズル13からの噴射燃料により生成された希薄
混合気と混合する。一方、この混合気の生成と並行して
、ステップSδにおいて、第1点火栓14および第2点
火栓16の点火時期を決定し、この決定値に基づいてス
テップ82Bで第1点火栓14および第2点火栓16を
作動させて上記混合気に着火し予混合燃焼させる。この
場合、第2点火栓16はシリンダボアの略中央部に配置
されているので、シリンダ1周端への火炎伝11i11
1を最短化して燃焼速度を速めることができる。また、
第1点火栓14も作動するので、奥まった燃焼室12の
混合気の燃焼速度も速めることができる。したがって、
燃焼安定性を高めながら空気利用率を向上させて予混合
燃焼によるエンジン出力の向上を図ることができる。
また、上記インジェクタ15の噴口面積はノズル13の
噴口面積よりも大きく設定されているので、噴tJJ量
を大に設定することができ高負荷時のエンジン出力を確
保できるとともに、噴射量が大のときにも噴射パルス幅
を可及的に短くして噴射時期の制御精度を向上させるこ
とができる。しかも、インジェクタ15の噴霧角はノズ
ル13の噴霧角よりも小さく設定されているので、噴射
燃料が吸気通路f3a 、 8bに付着するのを抑制す
ることができ、燃料消費の無駄を省くことができ”る。
噴口面積よりも大きく設定されているので、噴tJJ量
を大に設定することができ高負荷時のエンジン出力を確
保できるとともに、噴射量が大のときにも噴射パルス幅
を可及的に短くして噴射時期の制御精度を向上させるこ
とができる。しかも、インジェクタ15の噴霧角はノズ
ル13の噴霧角よりも小さく設定されているので、噴射
燃料が吸気通路f3a 、 8bに付着するのを抑制す
ることができ、燃料消費の無駄を省くことができ”る。
加えて、第2点火栓16は熱価の高い冷え形が採用され
ているので、熱発生の高い予混合燃焼時における第2点
火栓16の溶損を防止することができる。このことは、
特に苛酷な熱負荷を受1する高負荷時に有利であり、エ
ンジンの信頼性を高めることができる。
ているので、熱発生の高い予混合燃焼時における第2点
火栓16の溶損を防止することができる。このことは、
特に苛酷な熱負荷を受1する高負荷時に有利であり、エ
ンジンの信頼性を高めることができる。
次に、エンジンの加速時におけるノズル13およびイン
ジェクタ15の各噴射IOA、QBの決定動作を第5図
に示すフローチャートに基づいて説明するに、スタート
後、ステップS1でエンジン回転数N+およびスロット
ル開度P1を読込み、次いでステップS2で微小時間経
過後のエンジン回転数N2およびスロットル開度P2を
読込み、ステップS3でスロットル開度の変化分ΔP−
P2−P1を求める。
ジェクタ15の各噴射IOA、QBの決定動作を第5図
に示すフローチャートに基づいて説明するに、スタート
後、ステップS1でエンジン回転数N+およびスロット
ル開度P1を読込み、次いでステップS2で微小時間経
過後のエンジン回転数N2およびスロットル開度P2を
読込み、ステップS3でスロットル開度の変化分ΔP−
P2−P1を求める。
次に、ステップS4でマツプに基づいて上記エンジン回
転数N2およびスロットル開度P2に対応するスワール
コントロールバルブ開度θを決定し、ステップS5でマ
ツプに基づいてノズル13およびインジェクタ15の各
噴tAMkQA、Qeの噴射割合×および基本噴!)1
量τ0を決定する。そして、次のステップS6でスロッ
トル開度の変化分ΔPを加速判定基準値ΔPaと比較し
、ΔP〉ΔPoのYESのときには加速時であると判断
してステップS7で追加燃料Δτ−k・ΔP(kは比例
定数)を設定する一方、ΔP≦PaのNoのときには加
速時でないと判断してステップS8で追加燃料ΔτをO
とし、その後ステップS9でこれらX、τ0.Δτの各
位に基づいて各噴射IQ^冨(1−x)−τo、QB鴛
x11τ0+Δτを決定する。このように、エンジンの
加速時においてはノズル13およびインジェクタ15の
双方から燃料を噴射することにより成層化燃焼から予混
合燃焼への移行をスムーズに行うことができる。
転数N2およびスロットル開度P2に対応するスワール
コントロールバルブ開度θを決定し、ステップS5でマ
ツプに基づいてノズル13およびインジェクタ15の各
噴tAMkQA、Qeの噴射割合×および基本噴!)1
量τ0を決定する。そして、次のステップS6でスロッ
トル開度の変化分ΔPを加速判定基準値ΔPaと比較し
、ΔP〉ΔPoのYESのときには加速時であると判断
してステップS7で追加燃料Δτ−k・ΔP(kは比例
定数)を設定する一方、ΔP≦PaのNoのときには加
速時でないと判断してステップS8で追加燃料ΔτをO
とし、その後ステップS9でこれらX、τ0.Δτの各
位に基づいて各噴射IQ^冨(1−x)−τo、QB鴛
x11τ0+Δτを決定する。このように、エンジンの
加速時においてはノズル13およびインジェクタ15の
双方から燃料を噴射することにより成層化燃焼から予混
合燃焼への移行をスムーズに行うことができる。
しかも、インジェクタ15から追加燃料Δτが上乗せさ
れて噴射されるので、加速に見合う吸入空気量を供給す
べくスワールコントロールバルブ17が略全開となって
も混合気がオーバリーンになるのを防止することができ
、加速性を向上させることができる。また、加速時には
スワールコントロールバルブ17が開くことにより、シ
リンダ1内にスワールが生成されなくなるので、追加燃
料Δτをノズル13からではなくインジェクタ15から
噴射させることは、混合気のミキシングの面から有利で
ある。
れて噴射されるので、加速に見合う吸入空気量を供給す
べくスワールコントロールバルブ17が略全開となって
も混合気がオーバリーンになるのを防止することができ
、加速性を向上させることができる。また、加速時には
スワールコントロールバルブ17が開くことにより、シ
リンダ1内にスワールが生成されなくなるので、追加燃
料Δτをノズル13からではなくインジェクタ15から
噴射させることは、混合気のミキシングの面から有利で
ある。
さらに、上記実施例では、スワールコントロールバルブ
17をスワールを生成する手段としてだけでなく吸入空
気流量を調節するバルブとして利用し・だので、別々の
バルブを設けることに較べてエンジンのコンパクト化を
図る上で有利である。
17をスワールを生成する手段としてだけでなく吸入空
気流量を調節するバルブとして利用し・だので、別々の
バルブを設けることに較べてエンジンのコンパクト化を
図る上で有利である。
尚、ノズル13の噴射時期TAは、噴flJ量QAが大
のときには早めるようにした方が燃焼性を良好に維持す
る面から好ましい。また、冷開時や始動時においても同
様に早めた方が燃料の霧化を促進でき好ましい。さらに
、インジェクタ15の噴射時期Qeは、吸入空気流速が
最も高くなる吸気行程に設定すれば均質な混合気を得る
ことができる。
のときには早めるようにした方が燃焼性を良好に維持す
る面から好ましい。また、冷開時や始動時においても同
様に早めた方が燃料の霧化を促進でき好ましい。さらに
、インジェクタ15の噴射時期Qeは、吸入空気流速が
最も高くなる吸気行程に設定すれば均質な混合気を得る
ことができる。
また、本実施例のようにノズル13とインジェクタ15
とを完全に切り換えるようにせず、例えば低負荷時には
ノズル13の燃料噴fJ4量割合を増し、高負荷域では
ノズル13の燃料噴射量割合を減らすようにしてもよい
。さらに、スワールコントロールバルブ17の開度に応
じて、ノズル13とインジェクタ15への燃料供給割合
を変えるようにしてもよい。
とを完全に切り換えるようにせず、例えば低負荷時には
ノズル13の燃料噴fJ4量割合を増し、高負荷域では
ノズル13の燃料噴射量割合を減らすようにしてもよい
。さらに、スワールコントロールバルブ17の開度に応
じて、ノズル13とインジェクタ15への燃料供給割合
を変えるようにしてもよい。
第6図および第7図は本発明の第2実施例を示し、ピス
トン4上端部に略凹状の燃焼室12′を形成するととと
もに平坦なシリンダヘッド3下端面に第1点火栓14を
配置したものであり、シリンダ1内に生成されるスキッ
シュ流によって第1点火栓14周囲に乱れを発生させ、
この乱れにより着火後の初期火炎伝播を速くすることが
できる。
トン4上端部に略凹状の燃焼室12′を形成するととと
もに平坦なシリンダヘッド3下端面に第1点火栓14を
配置したものであり、シリンダ1内に生成されるスキッ
シュ流によって第1点火栓14周囲に乱れを発生させ、
この乱れにより着火後の初期火炎伝播を速くすることが
できる。
また、第8図および第9図は本発明の第3実施例を示し
、シリンダヘッド3下端面を円錐状に形成するとともに
ピストン4上端部に燃焼室12″を形成したベントルー
フタイプのエンジンに本発明を適用したものである。本
実施例では、吸・排気弁10.11を傾斜させて配設す
ることになるので、吸・排気ボート5.7の直径を大き
く設定することができ、体積効率を向上させることがで
きる。
、シリンダヘッド3下端面を円錐状に形成するとともに
ピストン4上端部に燃焼室12″を形成したベントルー
フタイプのエンジンに本発明を適用したものである。本
実施例では、吸・排気弁10.11を傾斜させて配設す
ることになるので、吸・排気ボート5.7の直径を大き
く設定することができ、体積効率を向上させることがで
きる。
さらに、第10図および第11図は本発明の第4実施例
を示し、ピストン4よ端部に半球形の燃焼室12″を形
成したものであり、混合気のミキシングを促進して低負
荷時における着火性を向上できるとともに、燃焼室12
“′の放熱性を低下させて燃焼室12″の温度を高く維
持して燃焼性を高めることができる。
を示し、ピストン4よ端部に半球形の燃焼室12″を形
成したものであり、混合気のミキシングを促進して低負
荷時における着火性を向上できるとともに、燃焼室12
“′の放熱性を低下させて燃焼室12″の温度を高く維
持して燃焼性を高めることができる。
また、本発明は上記各実施例により限定されるものでは
なく第1点火栓14のみならず第2点火栓16をも燃焼
室12に対向させて配置するようにしてもよく、低負荷
時に両点大検を併用する場合等には有利となる。さらに
、燃焼室12をシリンダヘッド3下端部とピストン4上
端部との両方に形成したエンジンに対しても適用可能で
ある。
なく第1点火栓14のみならず第2点火栓16をも燃焼
室12に対向させて配置するようにしてもよく、低負荷
時に両点大検を併用する場合等には有利となる。さらに
、燃焼室12をシリンダヘッド3下端部とピストン4上
端部との両方に形成したエンジンに対しても適用可能で
ある。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明の火花点火式エンジンによ
れば、エンジンの始動時にはノズルおよび燃料供給割合
を作動させて強制的に予混合燃焼させる一方、始動後の
暖機時には、暖機の進行によるエンジン温度の上昇に伴
い全燃料供給mに対する燃料供給手段の燃料供給」の割
合を徐々に減少させるとともにノズルの燃料供給量の割
合を徐々に増大させたので、始動時における着火性を向
上できるとともに・、@11時における予混合燃焼から
成層化燃焼への移行をスムーズに行ってエンジンの安定
性の維持と成層化燃焼による燃費の低減とを両立させる
ことができる。また、エンジンの低負荷時にはノズルお
よび点火栓を作動させて成層化燃焼を行う一方、高負荷
時にはノズル、燃料供給手段および点火栓を作動させて
予混合燃焼を行うことにより成層化燃焼時には燃料の偏
在化により着火性を高めかつ予混合燃焼時には燃焼安定
性を高めながら、低負荷時における成層化燃焼による燃
費の低減と高負荷時における体積効率を高めた予混合燃
焼によるエンジン出力の向上とを両立させることができ
る。
れば、エンジンの始動時にはノズルおよび燃料供給割合
を作動させて強制的に予混合燃焼させる一方、始動後の
暖機時には、暖機の進行によるエンジン温度の上昇に伴
い全燃料供給mに対する燃料供給手段の燃料供給」の割
合を徐々に減少させるとともにノズルの燃料供給量の割
合を徐々に増大させたので、始動時における着火性を向
上できるとともに・、@11時における予混合燃焼から
成層化燃焼への移行をスムーズに行ってエンジンの安定
性の維持と成層化燃焼による燃費の低減とを両立させる
ことができる。また、エンジンの低負荷時にはノズルお
よび点火栓を作動させて成層化燃焼を行う一方、高負荷
時にはノズル、燃料供給手段および点火栓を作動させて
予混合燃焼を行うことにより成層化燃焼時には燃料の偏
在化により着火性を高めかつ予混合燃焼時には燃焼安定
性を高めながら、低負荷時における成層化燃焼による燃
費の低減と高負荷時における体積効率を高めた予混合燃
焼によるエンジン出力の向上とを両立させることができ
る。
図面は本発明の実施例を例示し、第1図〜第5図は本発
明の第1実施例を示し、第1図は全体概略構成図、第2
図は第1図の模式平面図、第3図はCPUの基本作動を
説明するフローチャート図、第4図は始動時および暖機
時におけるノズルとインジェクタとの噴射割合を示す図
、第5図はCPUの加速時における燃料噴射量の決定動
作を説明するフローチャート図である。第6図は第2実
施例を示す全体概略構成図、第7図は第6図の模式平面
図である。第8図は第3実施例を示す全体概略構成図、
第9図は第8図の模式平面図であり、第10図は第4実
施例を示す全体概略構成図、第11図は第10図の模式
平面図である。 1・・・シリンダ、3・・・シリンダヘッド、4・・・
ピストン、8・・・主吸気通路、8a・・・第1吸気通
路、8b・・・第2吸気通路、12.12’ 、12″
、12″・・・燃焼室、13・・・ノズル、14・・・
第1点火栓、15・・・インジェクタ、16・・・第2
点火栓、19・・・水温センサ、20・・・CPU、2
1・・・制御手段。
明の第1実施例を示し、第1図は全体概略構成図、第2
図は第1図の模式平面図、第3図はCPUの基本作動を
説明するフローチャート図、第4図は始動時および暖機
時におけるノズルとインジェクタとの噴射割合を示す図
、第5図はCPUの加速時における燃料噴射量の決定動
作を説明するフローチャート図である。第6図は第2実
施例を示す全体概略構成図、第7図は第6図の模式平面
図である。第8図は第3実施例を示す全体概略構成図、
第9図は第8図の模式平面図であり、第10図は第4実
施例を示す全体概略構成図、第11図は第10図の模式
平面図である。 1・・・シリンダ、3・・・シリンダヘッド、4・・・
ピストン、8・・・主吸気通路、8a・・・第1吸気通
路、8b・・・第2吸気通路、12.12’ 、12″
、12″・・・燃焼室、13・・・ノズル、14・・・
第1点火栓、15・・・インジェクタ、16・・・第2
点火栓、19・・・水温センサ、20・・・CPU、2
1・・・制御手段。
Claims (1)
- (1) シリンダヘッド下端部もしくはピストン上端部
の少なくとも一方にシリンダ内に開口するように形成さ
れた略凹状の燃焼室と、この燃焼室内に吸気行程から圧
縮行程の間において燃料を噴射するノズルと、吸気通路
内に燃料を供給する燃料供給手段と、燃焼室に配置され
た点火栓とを備えるとともに、エンジンの温度を検出す
るエンジン温度検出手段と、エンジンの始動時には上記
ノズルおよび燃料供給手段を作動させ、始動後の暖機時
には上記エンジン温度検出手段の出力を受け、エンジン
温度の上昇に伴い全燃料供給量に対する燃料供給手段に
よる燃料供給量の割合を減少させる制御手段とを設けた
ことを特徴とする火花点火式エンジン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60091691A JP2644213B2 (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 火花点火式エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60091691A JP2644213B2 (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 火花点火式エンジン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61250354A true JPS61250354A (ja) | 1986-11-07 |
JP2644213B2 JP2644213B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=14033529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60091691A Expired - Fee Related JP2644213B2 (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 火花点火式エンジン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2644213B2 (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63179143A (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-23 | Mazda Motor Corp | エンジンの燃料噴射装置 |
JPH01240742A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-26 | Mazda Motor Corp | エンジンの燃料供給装置 |
JPH02115542A (ja) * | 1988-10-26 | 1990-04-27 | Mazda Motor Corp | エンジンの燃料供給装置 |
JPH10169489A (ja) * | 1996-12-09 | 1998-06-23 | Toyota Motor Corp | 成層燃焼内燃機関の燃料噴射制御装置 |
US6035824A (en) * | 1997-11-28 | 2000-03-14 | Hyundai Motor Company | Internal combustion engine having a direct injection combustion chamber |
JP2005337102A (ja) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Nippon Soken Inc | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
US7367317B2 (en) | 2005-03-18 | 2008-05-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion engine |
US7694507B2 (en) | 2004-11-25 | 2010-04-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus of internal combustion engine |
JP2014113942A (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Mazda Motor Corp | ハイブリッド車両の制御装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS512809A (ja) * | 1974-06-25 | 1976-01-10 | Nippon Soken | Nainenkikan |
JPS56151213A (en) * | 1980-04-24 | 1981-11-24 | Nissan Motor Co Ltd | Spark ignition type internal combustion engine |
-
1985
- 1985-04-27 JP JP60091691A patent/JP2644213B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US7694507B2 (en) | 2004-11-25 | 2010-04-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus of internal combustion engine |
US7367317B2 (en) | 2005-03-18 | 2008-05-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion engine |
JP2014113942A (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Mazda Motor Corp | ハイブリッド車両の制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2644213B2 (ja) | 1997-08-25 |
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