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JP2003269220A - 低排気型筒内噴射エンジンの構成および制御装置 - Google Patents

低排気型筒内噴射エンジンの構成および制御装置

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Publication number
JP2003269220A
JP2003269220A JP2002075380A JP2002075380A JP2003269220A JP 2003269220 A JP2003269220 A JP 2003269220A JP 2002075380 A JP2002075380 A JP 2002075380A JP 2002075380 A JP2002075380 A JP 2002075380A JP 2003269220 A JP2003269220 A JP 2003269220A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
injection
fuel
exhaust gas
intake
injected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002075380A
Other languages
English (en)
Inventor
Noboru Tokuyasu
徳安　　昇
Toshiji Nogi
利治 野木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2002075380A priority Critical patent/JP2003269220A/ja
Publication of JP2003269220A publication Critical patent/JP2003269220A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/12—Other methods of operation
    • F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • 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)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】燃焼形態として基本的にストイキ燃焼を実施す
る筒内噴射エンジンにおいて、従来のエンジン構成及び
制御方法では、多量の排気還流時における燃焼の安定性
確保とスモークの抑制の両立が困難である。したがっ
て、燃費の改善効果が得られない。 【解決手段】吸気系にタンブル生成手段と、前期タンブ
ル生成手段により燃焼室に形成されたタンブルを圧縮行
程後半まで保持できるピストンとを備え、好ましくは吸
気行程と圧縮行程の２回に分割して燃料噴射を行い、排
気還流領域においては運転状態に応じて、圧縮行程に噴
射される後期噴射のタイミング、あるいは噴射比率を制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼形態としてス
トイキ燃焼を基本とした筒内噴射エンジンにおいて、所
定の運転領域で燃費向上のため多量の排気を還流させ、
前記多量の排気を還流した場合においても、燃焼悪化と
スモークの発生を抑制できる筒内噴射エンジンの構成と
制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃費改善と出力確保の両立を図る
ために、筒内に直接燃料を供給する筒内噴射エンジンの
開発が急速に進められており、燃焼形態を機関の運転状
態に応じて、成層リーン燃焼と均質ストイキ燃焼とを切
り換えるタイプのものが実用化されている。従来より、
このタイプの筒内噴射エンジンの制御装置および制御方
法として、例えば特開平７−１１９５０７号には、エン
ジンを低負荷域では成層燃焼状態で運転する一方、高負
荷域では均一燃焼状態で運転し、エンジンが低回転で前
記高負荷域にあるときに、シリンダの吸気行程で燃料噴
射バルブから燃料を２回に分割して燃料を噴射させるこ
とで、その早期噴射された半分の燃料を吸気行程の終了
までに燃焼室で拡散させる一方、後期噴射された残り半
分の燃料については、増大した容積の燃焼室に拡散さ
せ、全ての燃料を一括噴射する場合のように、次の圧縮
行程でピストン頂面近傍に濃厚な混合気が形成されるの
を防いで、スモークの発生を防止するものが提案されて
いる。
【０００３】さらに、特開平１１−２１８０５０号に
は、エンジンが均一燃焼状態でかつリッチ状態の運転領
域において、吸気行程で燃料噴射バルブから燃料を早期
噴射時期と後期噴射時期との中央時期が吸気行程中央時
期よりも早くなるように２分割噴射するとともに、排気
還流装置により多量の排ガスを吸気通路に還流させ、Ｎ
Ｏｘの生成を抑制して、排ガス中のＮＯｘ濃度に対する
ＨＣ濃度の濃度比（ＨＣ／ＮＯｘ）を高めることで、触
媒のリフレッシュを促進するものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記燃焼形態を機関の
運転状態に応じて、成層リーン燃焼と均質ストイキ燃焼
とを切り換えるタイプの筒内噴射エンジンにおいて、所
定の運転条件で成層リーン燃焼を行う場合は、ＮＯｘが
大量に発生するため、排気構成として三元触媒に加え
て、ＮＯｘ吸着専用の触媒が必須となるため、システム
のコストアップは避けられない。今後導入される厳しい
排気規制への対応とシステムコスト削減の観点から、従
来成層リーン燃焼を実施していた所定の運転状態におい
て、ストイキ燃焼を実施する割合を大幅に拡大する必要
がある。しかしながら、成層リーン燃焼運転領域を低減
することは、筒内噴射の特長の一つである燃費の改善効
果が低減することに繋がる。燃費改善手段の一つとし
て、多量の排気を還流させる方法がある。現在、実用化
されている筒内噴射エンジンにおいては、成層リーン燃
焼時には圧縮行程に噴射された燃料をピストン壁面へ衝
突させて、点火プラグ方向へ搬送し、着火時期に可燃混
合気を点火プラグ周りに形成している。このようにピス
トン壁面で燃料をガイドする筒内噴射エンジンで吸気行
程の前半に必要な燃料を一括噴射した場合は、着火時期
には燃焼室内に均一な混合気が形成されるが、還流され
た少量の排気によって火炎伝播が阻害されてしまう。し
たがって、十分な燃費の改善効果が得られない。一方
で、着火直前の圧縮行程に必要な燃料を一括噴射した場
合は、着火時期には燃焼室内に成層化した混合気が形成
されるため、前記均一混合気形成の場合に比べて多くの
排気を還流させることが可能となるが、点火プラグ周り
への燃料の過集中、あるいはピストン壁面燃料付着によ
り大量のスモークが発生する。また燃料噴射時期を、前
記吸気行程前半と着火直前の圧縮行程との中間時期に設
定した場合は、十分に排気を還流できないと同時にスモ
ークも発生する。上記機関構成においては、多量の排気
を還流させたうえでの燃焼安定性確保とスモーク抑制の
両立は極めて困難である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明の筒内噴射エンジンの構成および制御方法は、本
質的には、空気量を制御するスロットルバルブが全開付
近となる高負荷領域と所定のエンジン回転数以上の運転
領域とアイドル運転を含む低負荷領域とを除いた運転領
域において、いずれの運転状態においても前記タンブル
生成手段により燃焼室内にタンブル流動を形成するとと
もに燃焼室に排気を還流し、新気と燃料の混合比がスト
イキ付近となるように新気量と燃料噴射量を制御し、か
つ燃料噴射バルブから１サイクル中に噴射される燃料の
全てもしくは一部の燃料を吸気行程に噴射することを特
徴としている。
【０００６】前記の態様において、好ましくは、前記タ
ンブル生成手段が、吸気ポートを上下に分割した２段吸
気ポートと、その上流側に吸気ポートの下段のみを開閉
可能なバルブとから構成される場合である。
【０００７】前記の態様において、好ましくは、アイド
ル運転を含む低負荷領域のみ成層リーン燃焼を実施する
場合である。
【０００８】前記の態様において、好ましくは、車両が
完全に停止する場合のみ、エンジンを停止するアイドル
ストップ制御手段を有する場合である。
【０００９】前記の態様において、好ましくは、空気量
を制御するスロットルバルブが全開付近となる高負荷領
域と所定のエンジン回転数以上の運転領域とアイドル運
転を含む低負荷領域とを除いた運転領域においては、吸
気行程と圧縮行程の２回に分割して燃料を噴射する場合
である。
【００１０】前記の態様において、好ましくは、吸気行
程に噴射する前期噴射と圧縮行程に噴射する後期噴射の
噴射比率と、前期噴射タイミングを一定として、後期噴
射時期を運転状態に応じて変化させる場合である。
【００１１】前記の態様において、好ましくは、吸気行
程に噴射する前期噴射と圧縮行程に噴射する後期噴射の
噴射タイミングを共に一定として、前期噴射と後期噴射
の噴射比率を運転状態に応じて変化させる場合である。
【００１２】ストイキ燃焼時においても、多量の排気還
流が可能となり、排気低減だけではなく同時に燃費の向
上も図れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面に基づき説明する。
【００１４】図１は、本発明の筒内噴射エンジンシステ
ム構成図であり、機関は燃焼室１の側面に燃料噴射バル
ブ２と燃焼室１の上面中央部に点火プラグ３が配置さ
れ、吸気バルブ４の作動には関係なく、自由なタイミン
グで燃焼室１へ燃料を噴射できる。
【００１５】吸気系の構成としては、燃焼室１内に縦の
空気流動、すなわちタンブルを形成するために、燃焼室
直前の吸気ポート５内にタンブル生成機構６を配置して
いる。ピストン７の冠面形状は、前記タンブルを圧縮行
程の後半まで保持することが可能な凹面形状を形成して
いる。また、所定の運転状態において排気の一部を再び
燃焼室へ還流するために、触媒８より上流側の排気ポー
ト９と、空気量を調整するスロットルバルブ１０の下流
側に配置したコレクタ１１とを結ぶ排気還流通路１３を
備えており、前記排気還流通路１３の途中にある電磁バ
ルブ１２を調整することで、運転状態に応じて最適な排
気を還流することができる。一方、本システムでは、従
来の均一ストイキ燃焼と成層リーン燃焼を切り変えて制
御する筒内噴射機関の成層リーン燃焼領域を全域ストイ
キ燃焼とすることで、排気構成を簡素化するとともに排
気を効率良く浄化できる。前記触媒８は三元触媒であ
る。
【００１６】また、ＥＣＵ１４には、クランク角センサ
信号を始めとし、吸入空気量を計量するエアフロセンサ
２７信号などの多くの信号が入力されており、運転条件
に応じて機関は制御される。
【００１７】次に、本発明の筒内噴射エンジンにおいて
設定された各運転領域と排気還流領域について図２およ
び図３を用いて説明する。
【００１８】スロットルバルブがほぼ全開に近い高負荷
領域と所定の回転数以上の高回転で比較的負荷の高い領
域では、燃焼室内にストイキよりリッチで均一な混合気
を形成し燃焼させる。一方、前記運転領域と所定の負荷
以下の領域を除いた運転領域は、基本的にはストイキ付
近で、かつ成層化混合気を形成して燃焼させるととも
に、図５に示したように全域において排気還流させるこ
とで排気を効率良く触媒で浄化するとともに燃費向上を
図る。さらに所定の負荷より低い運転領域、すなわちア
イドル運転を含む低負荷領域については、システムの狙
いによってストイキ付近で均一な混合気を形成して燃焼
させても、あるいは混合気を積極的に成層化してリーン
空燃比で燃焼させてもよい。さらには、前記アイドル運
転状態については、車両が完全に停止する場合は、アイ
ドルストップ制御により、エンジンを一旦停止してもか
まわない。
【００１９】次に、本発明が適用される好ましい筒内噴
射エンジンの斜視断面図を図４に示す。
【００２０】図１で示したタンブル生成機構は、吸気ポ
ート５を上下に２分割する仕切り板１５と仕切り板１５
の上流に配置したタンブル強度制御バルブ１６とから構
成される。タンブルを燃焼室内に形成する手段を図５に
示す。前記のとおり吸気ポート５を仕切り板により上下
２段に分割し、その上流にタンブル強度制御バルブ１６
を配置した構成（ａ）以外にも（ｂ），（ｃ）などの構
成が考えられる。
【００２１】例えば（ｂ）のように、（ａ）においてタ
ンブル強度制御バルブ１６のみの構成が考えられる。タ
ンブル強度は、吸気バルブ４の上半分（点火プラグ３
側）から吸入される空気の割合が多いと強くなり、逆に
少ないと弱くなる。エンジンによって吸気ポート５の角
度θＰはさまざまであるが、前記θＰによってもタンブ
ル強度（タンブル生成手段がない状態における基本強
度）は異なる。したがって、簡略化した吸気系構成で必
要とするタンブル強度が得られれば、コスト削減の観点
からも（ｂ）のように簡略化した構成が有効と言える。
【００２２】吸気バルブの工夫によりタンブルを強化す
る手段（図中（ｃ））としては、吸気バルブ４の下側
（燃料噴射バルブ２側）に空気が入りづらくなるように
吸入抑制部材１７を形成する方法が考えられる。吸気バ
ルブのリフト量が少ない領域では、前記吸入抑制部材１
７により吸入空気の大半が吸気バルブ４の上半分を通過
して燃焼室に吸い込まれる。リフト量が大きくなるほ
ど、その効果は小さくなるが吸入抑制部材１７がない場
合に比べて十分な効果が得られる。ただし、（ａ）や
（ｂ）に比べてタンブル強度の制御自由度が低い。
【００２３】以上のようなタンブル生成手段より、吸気
行程中に吸入された空気は燃焼室１内でタンブルを形成
する。また、ピストン７の冠面には前記タンブルを保存
するための溝が形成されている。図６にピストン冠面形
状の例を示す。図中下に示したピストンの縦断面から分
かるように吸気側と排気側とが左右対称となるように溝
が形成されている。ピストンを上から見た溝形状として
は、ピストンの中心を通り吸気側と排気側を結ぶ直線を
基準として図中上下方向に対称となる形状が望ましい。
（ａ）のように長方形の場合や（ｂ）のように排気側か
ら吸気側に向かって溝の幅が連続的に絞れられている台
形の場合、あるいは（ｃ）のように楕円形状であっても
よい。
【００２４】次に、以上説明したタンブルの生成手段と
タンブルを圧縮行程後半まで保存可能なピストンを有す
る筒内噴射エンジンによる排気還流率とサージトルク、
あるいは排気還流率と燃費の関係について説明する。グ
ラフは必要燃料を吸気行程に一括噴射した場合の結果で
ある。
【００２５】図７に排気還流率と燃焼安定性の指標であ
るサージトルクの関係を示す。本発明のタンブル強度制
御バルブ全開時は、従来のスワール（横方向の空気流
動）を採用した壁ガイド方式に比べて多量の排気を還流
させても燃焼が安定しており、図８に示したとおり燃費
も向上している。さらにタンブル強度制御バルブ全閉時
においては、従来に比べ２倍以上の排気還流率の状態に
おいても燃焼が安定しており、燃費も向上する。図９を
用いて、本発明のエンジン構成により多量の排気が還流
されても燃焼が安定している理由について説明する。
【００２６】吸気行程には強弱はあるものの、燃焼室１
内にはタンブルが形成される。ところが、２つの吸気バ
ルブ４から空気は吸入されるため、実際には燃焼室１内
で吸気バルブ４の延長線上に強いタンブル流動１８ａ，
１８ｂが発生している。またピストン７により、前記タ
ンブル流動１８ａと１８ｂが圧縮行程の後半まで保持さ
れる。吸気行程に噴射される燃料噴射位置は、前記タン
ブル流動１８ａと18ｂの間であり、燃料噴射バルブ２か
ら噴射された燃料噴霧１９は、前記タンブル流動１８ａ
と１８ｂがエアーカーテンの役割を果たし、圧縮行程後
半まで燃焼室１の横方向への拡散はしづらくなる。よっ
て、燃料を吸気行程に噴射しても、従来に比べてリッチ
な可燃混合気が点火プラグ３周り形成されるため、排気
還流に対して安定した燃焼が得られる。
【００２７】次に、図１０〜図１２を用いて、本発明に
好ましい燃料噴霧形状例について説明する。
【００２８】まず、図１０に示した噴霧は図７と図８の
特性を得た噴霧形状である。図中上に示した噴霧の縦断
面と下に示した横断面から見て分かるように、燃料噴射
バルブの中心線を基準として縦横ともに対称な噴霧であ
る。これに対して、本発明に好ましい噴霧形状の例とし
ては、図１１と図１２に示したようなものがある。
【００２９】図１０に示すように、燃料噴射バルブから
噴霧される燃料噴霧の形状は、左右対称ではないもので
ある。これは、燃料噴射バルブのノズル流路の方向を燃
料噴射バルブの中心線方向に対して特定の角度を持たせ
ることで形成可能である。このようなノズル構造で形成
される燃料噴霧は角度を持たせた方向へのペネトレーシ
ョンが長くなり、流量分布も増加する。このような噴霧
を適用する場合には、燃料噴射バルブの中心線に対し
て、燃料噴射中心線を点火プラグ側へ傾かせるように配
置する。こうすることにより点火プラグ方向へ燃料を搬
送しやすく、気化燃料が点火プラグ周りに集まりやすく
なる。
【００３０】図１１に示した噴霧形状は、扁平な形状の
ものであり、例えばノズル先端をスリット状にすること
で形成可能である。このような噴霧を適用する場合に
は、横断面に示したように燃料噴射バルブの中心線から
距離が長い側が点火プラグ側とピストン側となるように
配置する。こうすることにより、燃料室の横方向への燃
料の拡散が防止され、点火プラグ周りに濃い可燃混合気
が形成される。
【００３１】以上のような噴霧を適用することで吸気行
程噴射時においても、成層化混合気を燃焼室内に形成で
きるため、ストイキ燃焼時においても多量の排気還流が
可能となり燃費の向上が図れる。
【００３２】ストイキ燃焼で多量の排気還流を可能とす
るには、燃料のピストン壁面付着を防止し、気化燃料が
点火プラグ周りに集中しすぎることなく、混合気を成層
化することが重要である。次に燃料噴射制御によって実
現する手段について説明する。
【００３３】図１３に多量の排気還流を可能とする燃料
噴射制御方法について示す。例えば、制御方式１は、吸
気行程と圧縮行程の２回に分割して燃料噴射し、吸気行
程に噴射する前期噴射と圧縮行程に噴射する後期噴射の
噴射比率と前期噴射タイミングを一定として、後期噴射
時期を運転状態に応じて変化させる方式である。この制
御方式は、図１４に示したように後期噴射時期を変える
と点火プラグ周りの可燃混合気濃度が変化することを利
用した方式である。前記制御方式１とは異なる例を制御
方式２で説明する。制御方式１と同様に吸気行程と圧縮
行程の２回に分割して燃料噴射するが、制御方式２は、
吸気行程に噴射する前期噴射と圧縮行程に噴射する後期
噴射の噴射タイミングを共に一定として、前期噴射と後
期噴射の噴射比率を運転状態に応じて変化させる方式で
ある。基本的には所定のエンジン負荷が必要とされる場
合は、一定の燃料が必要とされることから、例えば前期
の燃料噴射量の増加が望ましい場合は、後期の燃料噴射
量を低減するように制御する。この制御方式は、図１５
に示したように前期の燃料噴射量と後期の燃料噴射量の
比、すなわち噴射比率を変えると点火プラグ周りの可燃
混合気濃度が変化することを利用した方式である。さら
に制御系がやや複雑になるが、制御方式１と制御方式２
を組合せた方式でも同様の効果が得られる。
【００３４】前記燃料噴射制御を適用した場合の混合気
分布としては図１６に示したように、いずれの燃料噴射
制御を採用した場合においても、吸気行程に噴射される
前期噴射燃料は、後期噴射開始時期には燃焼室内で拡散
しており、後期噴射燃料で点火プラグ周りに濃い可燃混
合気を形成することで、ストイキ燃焼時において最適な
成層化混合気が実現できる。
【発明の効果】本発明によれば、多量の排気還流時にお
ける燃焼の安定性確保とスモークの抑制の両立が可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の筒内噴射エンジンシステム構成図。
【図２】本発明の筒内噴射エンジンにおいて設定された
各運転領域。
【図３】本発明の筒内噴射エンジンにおいて設定された
排気還流領域。
【図４】本発明が適用される好ましい筒内噴射エンジン
の斜視断面図。
【図５】タンブルを燃焼室内に形成する手段。
【図６】ピストン冠面形状の例。
【図７】本発明の筒内噴射エンジンにおける排気還流率
とサージトルクの関係。
【図８】本発明の筒内噴射エンジンにおける排気還流率
と燃費の関係。
【図９】本発明の筒内噴射エンジンにおける吸気行程噴
射時の混合気形成。
【図１０】図７，図８で適用した噴霧形状。
【図１１】本発明の筒内噴射エンジンにおける好ましい
噴霧形状。
【図１２】本発明の筒内噴射エンジンにおける好ましい
噴霧形状。
【図１３】多量の排気還流を可能とする燃料噴射制御方
法。
【図１４】噴射比率が一定時の後期噴射時期と点火プラ
グ周りの可燃混合気濃度の関係。
【図１５】噴射時期が一定時の前期噴射と後期噴射比率
と点火プラグ周りの可燃混合気濃度の関係。
【図１６】前記燃料噴射制御を適用した場合の混合気分
布。
【符号の説明】
１…燃焼室、２…燃料噴射バルブ、３…点火プラグ、４
…吸気バルブ、５…吸気ポート、６…タンブル生成機
構、７…ピストン、８…触媒、９…排気ポート、１０…
スロットルバルブ、１１…コレクタ、１２…電磁バル
ブ、１３…排気還流通路、１４…ＥＣＵ、１５…仕切り
板、１６…タンブル強度制御バルブ、１７…吸入抑制部
材、１８ａ，１８ｂ…タンブル流動、１９…燃料噴霧、
２０…前期噴射燃料、２１…後期噴射燃料。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｂ 31/00 ３０１ Ｆ０２Ｂ 31/00 ３０１Ｂ ３Ｇ３０１ Ｆ０２Ｄ 17/00 Ｆ０２Ｄ 17/00 Ｑ 21/08 ３０１ 21/08 ３０１Ｃ 29/02 ３２１ 29/02 ３２１Ａ 41/02 ３２５ 41/02 ３２５Ｅ ３２５Ｇ 41/34 41/34 Ｈ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｊ ３０１Ｎ ３０１Ｕ 45/00 ３１２ 45/00 ３１２Ｊ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｇ ５５０Ｒ ５７０ ５７０Ａ Ｆターム(参考） 3G023 AA02 AA05 AB03 AC05 AD06 AD29 AG01 AG03 3G062 AA07 AA08 BA02 CA03 CA07 CA08 EA12 GA05 GA06 GA16 GA17 3G084 AA04 BA15 BA20 BA21 BA23 CA03 CA04 CA07 DA02 DA10 EA11 FA07 FA10 FA33 FA38 3G092 AA06 AA09 AA10 AA17 BB06 BB12 BB13 DC06 DC09 DE03S EA07 EA08 FA15 FA24 FA30 GA04 GA06 GB10 HA01Z HA08Z HE01Z HE03Z 3G093 BA19 BA20 BA21 BA22 CA04 CA07 DA06 DA07 DA09 EA10 FA11 3G301 HA04 HA13 HA16 HA17 JA02 JA26 KA07 KA09 KA28 LA05 LB04 MA19 MA26 MA27 NA08 NE15 PA01Z PA13Z PE01Z PE03Z

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃料を筒内に直接噴射するための燃料噴射
    バルブと、吸気系にタンブル生成手段と、前記タンブル
    生成手段により燃焼室内に形成されたタンブルを圧縮行
    程後半まで保持する凹面形状ピストンと、排気管から吸
    気管へ排気の一部を還流させるための排気還流通路と、
    前記排気還流通路に還流させる排気の量を制御するため
    の排気還流量制御バルブとを備えた火花点火式筒内噴射
    エンジンにおいて、 空気量を制御するスロットルバルブが全開付近となる高
    負荷領域と所定のエンジン回転数以上の運転領域とアイ
    ドル運転を含む低負荷領域とを除いた運転領域におい
    て、いずれの運転状態においても前記タンブル生成手段
    により燃焼室内にタンブル流動を形成するとともに燃焼
    室に排気を還流し、新気と燃料の混合比がストイキ付近
    となるように新気量と燃料噴射量を制御し、かつ燃料噴
    射バルブから１サイクル中に噴射される燃料の全てもし
    くは一部の燃料を吸気行程に噴射することを特徴とする
    筒内噴射エンジンシステム。
  2. 【請求項２】吸気ポートが上下に分割された２段吸気ポ
    ートで、その上流側に吸気ポートの下段のみを開閉可能
    なバルブを有することを特徴とする請求項１の筒内噴射
    エンジンシステム。
  3. 【請求項３】アイドル運転を含む低負荷領域のみ成層リ
    ーン燃焼を実施することを特徴とする請求項１の筒内噴
    射エンジンシステム。
  4. 【請求項４】車両が完全に停止する場合のみ、エンジン
    を停止するアイドルストップ制御手段を有することを特
    徴とする請求項１の筒内噴射エンジンシステム。
  5. 【請求項５】空気量を制御するスロットルバルブが全開
    付近となる高負荷領域と所定のエンジン回転数以上の運
    転領域とアイドル運転を含む低負荷領域とを除いた運転
    領域においては、吸気行程と圧縮行程の２回に分割して
    燃料を噴射することを特徴とする請求項１の筒内噴射エ
    ンジンシステム。
  6. 【請求項６】吸気行程に噴射する前期噴射と圧縮行程に
    噴射する後期噴射の噴射比率と、前期噴射タイミングを
    一定として、後期噴射時期を運転状態に応じて変化させ
    ることを特徴とする請求項５の筒内噴射エンジンシステ
    ム。
  7. 【請求項７】吸気行程に噴射する前期噴射と圧縮行程に
    噴射する後期噴射の噴射タイミングを共に一定として、
    前期噴射と後期噴射の噴射比率を運転状態に応じて変化
    させることを特徴とする請求項５の筒内噴射エンジンシ
    ステム。
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