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JP2003278589A - In-cylinder direct injection internal combustion engine - Google Patents

In-cylinder direct injection internal combustion engine

Info

Publication number
JP2003278589A
JP2003278589A JP2003119265A JP2003119265A JP2003278589A JP 2003278589 A JP2003278589 A JP 2003278589A JP 2003119265 A JP2003119265 A JP 2003119265A JP 2003119265 A JP2003119265 A JP 2003119265A JP 2003278589 A JP2003278589 A JP 2003278589A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
timing
valve
internal combustion
fuel injection
combustion engine
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.)
Granted
Application number
JP2003119265A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3861847B2 (en
Inventor
Makoto Nakamura
信 中村
Shunichi Aoyama
俊一 青山
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co 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 Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2003119265A priority Critical patent/JP3861847B2/en
Publication of JP2003278589A publication Critical patent/JP2003278589A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3861847B2 publication Critical patent/JP3861847B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮行程噴射としたときに問題となるNOx
の低減を図るとともに、吸気行程噴射としたときに重要
なトルクを向上させる。 【解決手段】 筒内直噴型内燃機関において、高負荷時
には、吸気行程中に燃料噴射が行われ、中負荷時には、
圧縮行程中に燃料噴射が行われる。吸気弁の開閉時期を
連続的に可変制御する可変動弁機構を具備しており、圧
縮行程噴射の際には、吸気弁開時期IVOが早まり、閉
時期IVCが遅くなる。これにより、シリンダ内に排気
が多く残留し、NOxが低減する。吸気行程噴射の際に
は、吸気弁開時期IVOが遅くなり、閉時期IVCが早
くなる。これにより、混合気の吐き戻しが減少して充填
効率が高まり、トルクが向上する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] NOx which becomes a problem when performing compression stroke injection
And at the same time improve the torque that is important for the intake stroke injection. SOLUTION: In a direct injection type internal combustion engine, at high load, fuel is injected during an intake stroke, and at medium load,
Fuel injection is performed during the compression stroke. A variable valve mechanism for continuously variably controlling the opening / closing timing of the intake valve is provided. In the compression stroke injection, the intake valve opening timing IVO is advanced and the closing timing IVC is delayed. As a result, a large amount of exhaust remains in the cylinder, and NOx is reduced. In the intake stroke injection, the intake valve opening timing IVO is delayed and the closing timing IVC is advanced. As a result, the discharge of the air-fuel mixture is reduced, the filling efficiency is increased, and the torque is improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ガソリン機関に
代表される4サイクル火花点火式内燃機関に関し、特
に、燃料をシリンダ内に直接噴射する筒内直噴型内燃機
関に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a 4-cycle spark ignition type internal combustion engine represented by a gasoline engine, and more particularly to a direct injection type internal combustion engine for directly injecting fuel into a cylinder.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ガソリン機関においても、電磁式
燃料噴射弁をシリンダ内へ向けて配設し、燃料をシリン
ダ内に直噴噴射するようにした筒内直噴型のものが一部
で実用化されている。
2. Description of the Related Art In recent years, some gasoline engines include a direct injection type cylinder in which an electromagnetic fuel injection valve is arranged toward the inside of the cylinder so that fuel is directly injected into the cylinder. It has been put to practical use.

【0003】そして、その燃料噴射時期を機関運転条件
に応じて可変制御することが既に行われている。具体的
には、全開運転を含む高負荷高速領域においては、燃料
を吸気行程中に噴射し、均一な混合を図るとともに、燃
料気化による吸気冷却を行い、耐ノック性を向上させて
高効率吸気を実現するようにしている。つまり、これに
より、トルク向上が達成できる。また、これ以外の中低
負荷領域においては、燃料を圧縮行程中に噴射し、層状
混合を実現するようにしている。この層状混合により、
空燃比30〜40程度の超希薄燃焼が可能であり、燃費
低減を達成できるのである(三菱自動車工業(株)19
95年5月発行の「筒内噴射ガソリンエンジン」参
照)。
Then, the fuel injection timing has been variably controlled according to the engine operating conditions. Specifically, in the high-load and high-speed range including full-open operation, fuel is injected during the intake stroke to achieve uniform mixing, and intake cooling is performed by vaporizing the fuel to improve knock resistance and improve the efficiency of intake. I am trying to realize. That is, this makes it possible to improve the torque. Further, in the other middle and low load regions, fuel is injected during the compression stroke to realize stratified mixing. With this layered mixing,
Ultra lean combustion with an air-fuel ratio of about 30 to 40 is possible and fuel consumption can be reduced (Mitsubishi Motors Corporation 19).
(See "In-cylinder injection gasoline engine" issued in May 1995).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
筒内直噴型内燃機関においては、上記のように燃料噴射
時期を可変制御したとしても、これに対応したバルブタ
イミングの可変制御を行っていないため、NOx低減や
トルク向上の上で、なお改善の余地があった。
However, in the conventional in-cylinder direct injection type internal combustion engine, even if the fuel injection timing is variably controlled as described above, the variably controlled valve timing is not performed. Therefore, there is still room for improvement in reducing NOx and improving torque.

【0005】すなわち、燃料を圧縮行程中に噴射して層
状混合とした場合には、燃焼室内で、空燃比が種々異な
る部分が生じる。ここで、空燃比が理論空燃比に近い部
分は、燃焼してNOxが発生しても、排気系に設けた三
元触媒により容易に低減できる。また、空燃比が30〜
40程度の希薄な領域は、NOx排出量自体が小さい。
That is, when the fuel is injected during the compression stroke to form the stratified mixture, the air-fuel ratio in the combustion chamber varies. Here, in the portion where the air-fuel ratio is close to the theoretical air-fuel ratio, even if NOx is generated by combustion, it can be easily reduced by the three-way catalyst provided in the exhaust system. Further, the air-fuel ratio is 30 to
The NOx emission amount itself is small in the thin region of about 40.

【0006】しかしながら、空燃比が16〜17程度の
中間層においては、NOx排出量が多いにも拘わらず、
三元触媒が十分には働かないため、そのまま機関外部へ
NOxが排出されてしまう。つまり、圧縮行程中に噴射
して希薄燃焼を行わせる場合に、内燃機関全体として、
NOxを十分に低減することができない。
However, in the middle layer having an air-fuel ratio of about 16 to 17, although the NOx emission amount is large,
Since the three-way catalyst does not work sufficiently, NOx is directly emitted to the outside of the engine. In other words, when the injection is performed during the compression stroke to perform lean combustion, the entire internal combustion engine,
NOx cannot be reduced sufficiently.

【0007】また、燃料を吸気行程中に噴射する吸気行
程噴射においては、均質混合気であるので、上述したよ
うなNOxの問題はなく、いかにトルクを高められるか
が重要となるが、バルブタイミングを固定的に設定した
ものでは、吸気弁を介した混合気の吐き戻しによって充
填効率が低下することがあり、必ずしもトルクを十分に
高めることができない。
Further, in the intake stroke injection for injecting the fuel during the intake stroke, since it is a homogeneous mixture, there is no problem of NOx as described above, and it is important how the torque can be increased. With the fixed setting, the charging efficiency may be reduced due to the discharge back of the air-fuel mixture through the intake valve, and the torque cannot always be sufficiently increased.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、機
関運転条件に応じて燃料噴射時期が可変制御される筒内
直噴型内燃機関において、その燃料噴射時期に応じてバ
ルブタイミングが変化するように構成したものである。
Therefore, according to the present invention, in a cylinder direct injection internal combustion engine in which the fuel injection timing is variably controlled according to the engine operating condition, the valve timing changes according to the fuel injection timing. It is configured as follows.

【0009】より具体的には、本発明の筒内直噴型内燃
機関は、吸気弁の開閉時期を可変制御する可変動弁機構
を有し、燃料噴射開始時期が吸気行程中にあるときには
吸気弁閉時期を早め、かつ燃料噴射開始時期が圧縮行程
中にあるときには吸気弁開時期を早めることを特徴とし
ている。
More specifically, the in-cylinder direct injection internal combustion engine of the present invention has a variable valve mechanism for variably controlling the opening / closing timing of the intake valve, and when the fuel injection start timing is in the intake stroke, intake air is taken. It is characterized by advancing the valve closing timing and advancing the intake valve opening timing when the fuel injection start timing is in the compression stroke.

【0010】さらに望ましくは、請求項3のように、燃
料噴射開始時期が吸気行程中にあるときには吸気弁開時
期を遅らせるとともに吸気弁閉時期を早め、かつ燃料噴
射開始時期が圧縮行程中にあるときには吸気弁開時期を
早めるとともに吸気弁閉時期を遅らせるようにするとよ
い。
More preferably, when the fuel injection start timing is in the intake stroke, the intake valve open timing is delayed and the intake valve close timing is advanced, and the fuel injection start timing is in the compression stroke. At times, it is advisable to advance the intake valve opening timing and delay the intake valve closing timing.

【0011】前述したように、燃料を圧縮行程中に噴射
して層状混合とした場合には、燃焼室内で、空燃比が種
々異なる部分が生じる。ここで、空燃比が理論空燃比に
近い部分は、燃焼してNOxが発生しても、排気系に設
けた三元触媒により容易に低減できる。また、空燃比が
30〜40程度の希薄な領域は、NOx排出量自体が小
さい。これに対し、空燃比が16〜17程度の中間層に
おいては、NOx排出量が多いにも拘わらず、三元触媒
が十分には働かないという問題がある。
As described above, when the fuel is injected during the compression stroke to form the stratified mixture, the air-fuel ratio in the combustion chamber varies. Here, in the portion where the air-fuel ratio is close to the theoretical air-fuel ratio, even if NOx is generated by combustion, it can be easily reduced by the three-way catalyst provided in the exhaust system. Further, in the lean region where the air-fuel ratio is about 30 to 40, the NOx emission amount itself is small. On the other hand, in the intermediate layer having an air-fuel ratio of about 16 to 17, there is a problem that the three-way catalyst does not work sufficiently despite the large amount of NOx emission.

【0012】しかしながら、本発明によれば、この圧縮
行程噴射の際に、吸気弁開時期を早めることにより、い
わゆる内部EGRとして多量の排気を燃焼室に導入する
ことができ、燃焼温度が低下する。これにより、NOx
排出量が減少する。
However, according to the present invention, during this compression stroke injection, by advancing the intake valve opening timing, a large amount of exhaust gas as so-called internal EGR can be introduced into the combustion chamber, and the combustion temperature decreases. . As a result, NOx
Emissions are reduced.

【0013】また、さらに吸気弁閉時期を遅らせれば、
実圧縮比が下がり、燃焼温度がさらに低下するため、N
Ox排出量は一層低減する。
If the intake valve closing timing is further delayed,
Since the actual compression ratio decreases and the combustion temperature further decreases, N
Ox emissions will be further reduced.

【0014】一方、燃料を吸気行程中に噴射する場合に
は、均質混合気であるから、圧縮行程噴射のようなNO
xの問題はなく、いかにトルクを高めるかが課題とな
る。本発明では、吸気行程噴射の際に、吸気弁閉時期を
早めることで、混合気の吸気ポートへの吐き戻しが減少
し、充填効率が向上する。従って、トルクが向上する。
On the other hand, when the fuel is injected during the intake stroke, since it is a homogeneous mixture, NO such as in the compression stroke injection is used.
There is no problem of x, and how to increase the torque becomes a problem. In the present invention, by advancing the intake valve closing timing during the intake stroke injection, the discharge back of the air-fuel mixture to the intake port is reduced, and the charging efficiency is improved. Therefore, the torque is improved.

【0015】また、同時に吸気弁開時期を遅らせれば、
バルブオーバーラップが減少し、筒内残留ガスが少なく
なるので、充填効率がさらに向上し、トルクをさらに高
めることができる。
If the intake valve opening timing is delayed at the same time,
Since the valve overlap is reduced and the residual gas in the cylinder is reduced, the charging efficiency is further improved and the torque can be further increased.

【0016】なお、機関が高回転になるに従って混合気
の吐き戻しが少なくなるので、高回転になるに従って徐
々に吸気弁閉時期を遅らせるようにしてもよい。また、
高回転になるに従って吸入効率は低下するので、吸気弁
開弁角度が広がるように、高回転になるに従って吸気弁
開時期を徐々に早めるようにしてもよい。
Since the amount of mixture discharged back decreases as the engine speed increases, the intake valve closing timing may be gradually delayed as the engine speed increases. Also,
Since the intake efficiency decreases as the rotation speed increases, the intake valve opening timing may be gradually advanced as the rotation speed increases so that the intake valve opening angle increases.

【0017】また、本発明では、望ましくは請求項4の
ように、圧縮行程中にある噴射開始時期が、吸気弁閉時
期と同時もしくは僅かに遅れている。
Further, according to the present invention, preferably, as in claim 4, the injection start timing in the compression stroke is delayed at the same time as or slightly behind the intake valve closing timing.

【0018】つまり、燃料噴射の開始時には、吸気弁が
閉じている。これにより、燃料噴霧を伴ったガス流動が
吸気ポート側に漏れることを確実に防止し、強いガス流
動を確保できる。また着火までに霧化できる時間を確保
でき、霧化の改善ひいては良好な燃焼を実現できる。
That is, at the start of fuel injection, the intake valve is closed. As a result, it is possible to reliably prevent the gas flow accompanied by the fuel spray from leaking to the intake port side and secure a strong gas flow. In addition, it is possible to secure the time required for atomization before ignition, improve atomization, and realize good combustion.

【0019】また、本発明では、望ましくは請求項5の
ように、燃料噴射時期の切換とバルブタイミングの切換
とに時間差が設けられている。そして、望ましくは、機
関運転条件の変化に対し、燃料噴射時期の切換がバルブ
タイミングの切換よりも先に実行される。
Further, in the present invention, preferably, a time difference is provided between the fuel injection timing switching and the valve timing switching, as in the fifth aspect. Then, desirably, the switching of the fuel injection timing is executed before the switching of the valve timing with respect to the change of the engine operating condition.

【0020】このように、時間差を与えることにより、
噴射時期の切換によるトルク変化とバルブタイミングの
切換によるトルク変化とが同時に発生せず、トルクショ
ックが抑制される。そして、噴射時期の切換の方が瞬時
に実行できるので、バルブタイミングの切換よりも噴射
時期切換を先行させることにより、運転者のアクセル操
作に良好に反応することができ、レスポンスが高くな
る。
Thus, by giving a time difference,
The torque change due to the switching of the injection timing and the torque change due to the switching of the valve timing do not occur at the same time, and the torque shock is suppressed. Since the injection timing can be switched more quickly, the injection timing can be switched ahead of the valve timing, so that the driver's accelerator operation can be favorably responded to and the response can be improved.

【0021】さらに請求項7の発明では、機関運転条件
の変化に対し、全気筒の燃料噴射時期の切換が完了した
後に、バルブタイミングの切換が実行される。
Further, according to the seventh aspect of the invention, the valve timing is switched after the switching of the fuel injection timing of all the cylinders is completed with respect to the change of the engine operating condition.

【0022】つまり、全気筒の燃料噴射時期の切換完了
を待つことにより、気筒間の空燃比のばらつきを小さく
した後にバルブタイミングが変化することになり、過渡
エミッションの発生を防止できる。また、トルクショッ
ク軽減の上でも有利となる。
That is, by waiting for the completion of the switching of the fuel injection timings of all the cylinders, the valve timing is changed after the variation of the air-fuel ratio among the cylinders is reduced, and the occurrence of transient emission can be prevented. It is also advantageous in reducing torque shock.

【0023】また、本発明においては、望ましくは、ア
イドルを含む低負荷時には、燃料噴射時期の可変制御に
拘わらず、バルブタイミングが所定時期に固定されてい
る。
Further, in the present invention, it is desirable that the valve timing be fixed at a predetermined timing at a low load including idle, regardless of the variable control of the fuel injection timing.

【0024】アイドルは、燃焼安定性が悪く、ストール
による機関の停止(いわゆるエンスト)を防止すること
が重要であるが、バルブタイミングの切換によって機関
の停止を招く恐れがある。特に機関が低温状態にあると
きにバルブタイミングを切り換えようとすると、可変動
弁機構の応答ばらつきを生じることがあり、これに伴っ
て、過渡的な燃焼の悪化が発生し、一層ストールを生じ
やすい。そこで、本発明では、アイドルを含む低負荷時
に、燃料噴射時期の可変制御に拘わらず、バルブタイミ
ングを所定時期に固定することにより、いわゆるエンス
トを防止できる。なお、一般には、吸気行程噴射用のバ
ルブタイミングに固定される。
The idle has poor combustion stability, and it is important to prevent the engine from stopping due to a stall (so-called engine stall). However, switching the valve timing may cause the engine to stop. In particular, when trying to switch the valve timing when the engine is in a low temperature state, the response variation of the variable valve actuation mechanism may occur, which causes transient deterioration of combustion and further prone to stall. . Therefore, in the present invention, so-called engine stall can be prevented by fixing the valve timing to a predetermined timing regardless of the variable control of the fuel injection timing during low load including idle. Incidentally, in general, the valve timing for intake stroke injection is fixed.

【0025】また、燃料噴射時期の可変制御が正常に作
動しなくなると、燃焼が不安定化し、やはり機関が停止
しやすい状態となる。そこで、本発明では、請求項9の
ように、燃料噴射時期の可変制御の異常時に、バルブタ
イミングが所定時期に固定されることが望ましい。これ
により、バルブタイミングの切換に伴うエンストを回避
できる。なお、このときのバルブタイミングを吸気行程
噴射用の特性とすれば、始動性確保の上で有利となる。
Further, when the variable control of the fuel injection timing does not operate normally, the combustion becomes unstable and the engine is likely to stop. Therefore, in the present invention, as in claim 9, it is desirable that the valve timing be fixed to a predetermined timing when the variable control of the fuel injection timing is abnormal. As a result, engine stall accompanying switching of valve timing can be avoided. In addition, if the valve timing at this time is set to a characteristic for intake stroke injection, it is advantageous in ensuring startability.

【0026】また、本発明では、請求項10のように、
バルブタイミングを連続的に制御可能な可変動弁機構を
用いることが望ましい。
In the present invention, as in claim 10,
It is desirable to use a variable valve mechanism that can continuously control the valve timing.

【0027】これにより、バルブタイミングを段階的に
切り換える場合のようなショックの発生がない。
As a result, there is no shock as in the case where the valve timing is changed stepwise.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、希薄燃
焼を行わせるべく圧縮行程噴射とした際に、吸気弁開時
期を早めることにより、NOx排出量を低減できるとと
もに、トルクを高めるべく吸気行程噴射とした際に、吸
気弁閉時期を早めることで、充填効率の向上ひいてはト
ルクの向上が図れる。
As described above, according to the present invention, the NOx emission amount can be reduced and the torque can be increased by advancing the intake valve opening timing when the compression stroke injection is performed to perform lean combustion. Therefore, when the intake stroke injection is performed, advancing the intake valve closing timing can improve the charging efficiency and thus the torque.

【0029】また、請求項3によれば、NOx排出量を
さらに低減できるとともに、トルクをさらに高めること
ができる。
According to the third aspect, the NOx emission amount can be further reduced and the torque can be further increased.

【0030】そして請求項4によれば、強いガス流動に
より霧化の改善ひいては良好な燃焼を実現できる。
According to the fourth aspect, the atomization can be improved and the good combustion can be realized by the strong gas flow.

【0031】また、請求項5および請求項6によれば、
機関運転条件の変化に対し、噴射時期等の切換による大
きなトルクショックの発生を防止でき、しかも、レスポ
ンスの悪化を防止できる。
According to claims 5 and 6,
It is possible to prevent the occurrence of a large torque shock due to the change of the injection timing and the like and to prevent the deterioration of the response with respect to the change of the engine operating condition.

【0032】さらに請求項7の発明によれば、気筒間の
空燃比のばらつきによる過渡エミッションの発生を防止
でき、トルクショック軽減の上でも有利となる。
Further, according to the invention of claim 7, it is possible to prevent the occurrence of transient emission due to the variation of the air-fuel ratio between the cylinders, which is also advantageous in reducing the torque shock.

【0033】さらに請求項8および請求項9によれば、
ストールによる機関の停止を確実に防止できる。
Further, according to claims 8 and 9,
It is possible to reliably prevent the engine from stopping due to the stall.

【0034】また、請求項10のように、バルブタイミ
ングを連続的に制御可能な可変動弁機構を用いれば、バ
ルブタイミングを一層適切に維持でき、かつ大きなショ
ックの発生を防止できる。
If a variable valve mechanism capable of continuously controlling the valve timing is used as in the tenth aspect, the valve timing can be maintained more appropriately and a large shock can be prevented.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0036】図1は、この発明に係る筒内直噴型内燃機
関の一実施例を示すもので、シリンダブロック1に複数
のシリンダ2が直列に配置されているともに、各シリン
ダ2内に直接燃料を噴射するように、電磁式燃料噴射弁
3が各シリンダ2の上部に配設されている。この燃料噴
射弁3には、圧縮行程中に燃料噴射が可能なように比較
的高い圧力の燃料が供給されている。シリンダ2頂部を
覆うシリンダヘッド4には、吸気弁5によって開閉され
る吸気ポート6と、排気弁7によって開閉される排気ポ
ート8とが形成され、かつ点火栓9が装着されている。
FIG. 1 shows an embodiment of a direct injection type internal combustion engine according to the present invention, in which a plurality of cylinders 2 are arranged in series in a cylinder block 1 and each cylinder 2 is directly connected to each other. An electromagnetic fuel injection valve 3 is arranged above each cylinder 2 so as to inject fuel. Fuel having a relatively high pressure is supplied to the fuel injection valve 3 so that fuel can be injected during the compression stroke. An intake port 6 opened / closed by an intake valve 5 and an exhaust port 8 opened / closed by an exhaust valve 7 are formed in a cylinder head 4 covering the top of the cylinder 2, and an ignition plug 9 is attached.

【0037】排気弁7は、排気側カムシャフト10によ
って固定的なバルブタイミングでもって開閉されるよう
になっている。これに対し、吸気弁5は、可変動弁機構
11によって、その開閉時期を可変制御できる構成とな
っている。
The exhaust valve 7 is opened and closed by the exhaust camshaft 10 at fixed valve timing. On the other hand, the intake valve 5 has a configuration in which the opening / closing timing of the intake valve 5 can be variably controlled by the variable valve mechanism 11.

【0038】12は、上記燃料噴射弁3の噴射時期なら
びに吸気弁5のバルブタイミングを機関運転条件に応じ
て制御するマイクロコンピュータシステムからなるコン
トロールユニットであって、このコントロールユニット
12には、機関運転条件を示す回転数信号や負荷信号
(例えば吸入空気量信号)等が入力されており、これら
の検出信号に基づいて、各燃料噴射弁3および可変動弁
機構11の油圧制御弁13に制御信号を出力している。
Reference numeral 12 is a control unit consisting of a microcomputer system for controlling the injection timing of the fuel injection valve 3 and the valve timing of the intake valve 5 according to the engine operating conditions. A rotation speed signal indicating a condition, a load signal (for example, an intake air amount signal), and the like are input, and based on these detection signals, a control signal is sent to each fuel injection valve 3 and the hydraulic control valve 13 of the variable valve mechanism 11. Is being output.

【0039】上記可変動弁機構11は、特開平6−18
5321号公報や米国特許第5,365,896号明細
書等において開示されているように、不等速軸継手の原
理を応用して各気筒の円筒状カムシャフト22を不等速
回転させることでバルブリフト特性を連続的に可変制御
し得るようにしたものである。
The variable valve mechanism 11 is disclosed in JP-A-6-18.
As disclosed in Japanese Patent No. 5321, US Pat. No. 5,365,896, etc., the cylinder camshaft 22 of each cylinder is rotated at a non-constant speed by applying the principle of a non-constant-speed shaft coupling. The valve lift characteristic can be continuously and variably controlled.

【0040】この機構自体は公知であるので、図1およ
び図2を参照して簡単に説明すると、図において、21
は図外の機関クランク軸からタイミングチェーン14
(図2参照)を介して回転力が伝達される駆動軸、22
は該駆動軸21の外周に回転自在に嵌合した中空円筒状
のカムシャフトである。このカムシャフト22は、各気
筒毎に分割して構成されている。
Since this mechanism itself is publicly known, it will be briefly described with reference to FIGS. 1 and 2. In FIG.
Is from the engine crankshaft (not shown) to the timing chain 14
A drive shaft 22 through which a rotational force is transmitted (see FIG. 2)
Is a hollow cylindrical camshaft rotatably fitted to the outer periphery of the drive shaft 21. The cam shaft 22 is divided for each cylinder.

【0041】上記カムシャフト22は、シリンダヘッド
4上端部のカム軸受に回転自在に支持されていると共
に、外周に、各気筒一対の吸気弁5を開作動させる一対
のカム26が形成されている。また、カムシャフト22
は、上述したように複数個に分割形成されているが、そ
の一方の分割端部に、第1フランジ部27が設けられて
いる。また、この複数に分割されたカムシャフト22の
端部間に、それぞれスリーブ28と環状ディスク29が
配置されている。上記第1フランジ部27には、半径方
向に沿った細長い係合溝30が形成されている。
The cam shaft 22 is rotatably supported by a cam bearing at the upper end of the cylinder head 4, and a pair of cams 26 for opening the intake valves 5 of each cylinder are formed on the outer periphery of the cam shaft 22. . Also, the camshaft 22
Is divided into a plurality of pieces as described above, and the first flange portion 27 is provided at one of the divided ends. Further, a sleeve 28 and an annular disk 29 are arranged between the ends of the camshaft 22 divided into a plurality of parts. The first flange portion 27 is formed with an elongated engaging groove 30 along the radial direction.

【0042】上記スリーブ28は、駆動軸21に固定さ
れているものであって、該スリーブ28に、上記第1フ
ランジ部27に対向する第2フランジ部32が形成され
ている。この第2フランジ部32には、やはり半径方向
に沿った細長い係合溝が形成されている。
The sleeve 28 is fixed to the drive shaft 21, and the sleeve 28 is formed with a second flange portion 32 facing the first flange portion 27. The second flange portion 32 also has an elongated engagement groove formed in the radial direction.

【0043】両フランジ部27,32の間に位置する上
記環状ディスク29は、略ドーナツ板状を呈し、駆動軸
21の外周面との間に環状の間隙を有するとともに、デ
ィスクハウジング34の内周面に回転自在に保持されて
いる。また、互いに180°異なる直径線上の対向位置
にそれぞれ反対側へ突出する一対のピン36,37を有
し、各ピン36,37が各係合溝に係合している。
The annular disc 29 located between the flange portions 27 and 32 has a substantially donut plate shape and has an annular gap between the outer peripheral surface of the drive shaft 21 and the inner periphery of the disc housing 34. It is rotatably held on the surface. Further, a pair of pins 36 and 37 projecting to opposite sides are provided at opposing positions on diameter lines different from each other by 180 °, and the pins 36 and 37 are engaged with the engagement grooves.

【0044】ディスクハウジング34は、略三角形をな
し、その円形の開口部内に環状ディスク29が保持され
ているとともに、三角形の頂部となる2カ所に、それぞ
れ第1カム嵌合孔38および第2カム嵌合孔39が貫通
形成されている。
The disc housing 34 has a substantially triangular shape. An annular disc 29 is held in the circular opening of the disc housing 34, and the first cam fitting hole 38 and the second cam are respectively provided at the two positions which are the tops of the triangles. The fitting hole 39 is formed so as to penetrate therethrough.

【0045】そして、上記第1カム嵌合孔38および第
2カム嵌合孔39内には、それぞれ第1偏心カム41お
よび第2偏心カム43の円形カム部41a,43aが回
動自在に嵌合している。
The circular cam portions 41a and 43a of the first eccentric cam 41 and the second eccentric cam 43 are rotatably fitted in the first cam fitting hole 38 and the second cam fitting hole 39, respectively. I am fit.

【0046】上記第2偏心カム43は、図1に示すよう
に、互いに所定量偏心している円柱状の軸部43bと円
形カム部43aとからなり、両者が回転可能に嵌合され
て一体化されている。なお、円形カム部43aは、スナ
ップリング30により抜け止めされている。上記軸部4
3bは、図1に示すように、フレーム33の隔壁部に圧
入固定されている。
As shown in FIG. 1, the second eccentric cam 43 is composed of a cylindrical shaft portion 43b and a circular cam portion 43a which are eccentric to each other by a predetermined amount, and both are rotatably fitted and integrated. Has been done. The circular cam portion 43a is prevented from coming off by the snap ring 30. The shaft 4
As shown in FIG. 1, 3b is press-fitted and fixed to the partition wall of the frame 33.

【0047】また上記第1偏心カム41は、機関前後方
向に沿って複数気筒に亙って連続した制御カム軸42
と、該カム軸42に各気筒に対応して固設された複数個
の円形カム部41aとからなり、両者が所定量偏心して
いる。なお、各気筒の円形カム部41aは、それぞれカ
ム軸42の所定の角度位置において偏心している。上記
制御カム軸42は、上記フレーム33にカムブラケット
35を介して回転自在に保持されている。内燃機関の一
端部に位置する上記制御カム軸42の一端には、駆動機
構として回転型の油圧アクチュエータ46が取り付けら
れている。また、内燃機関の前部に位置する制御カム軸
42の他端には、該制御カム軸42の回転位置つまり円
形カム部41aの位相を検出する回転型のポテンショメ
ータ47が取り付けられている。
The first eccentric cam 41 has a control cam shaft 42 which is continuous over a plurality of cylinders in the longitudinal direction of the engine.
And a plurality of circular cam portions 41a fixed to the cam shaft 42 corresponding to each cylinder, and both are eccentric by a predetermined amount. The circular cam portion 41a of each cylinder is eccentric at a predetermined angular position of the cam shaft 42. The control cam shaft 42 is rotatably held by the frame 33 via a cam bracket 35. A rotary hydraulic actuator 46 is attached as a drive mechanism to one end of the control cam shaft 42 located at one end of the internal combustion engine. Further, a rotary potentiometer 47 for detecting the rotational position of the control cam shaft 42, that is, the phase of the circular cam portion 41a is attached to the other end of the control cam shaft 42 located in the front part of the internal combustion engine.

【0048】上記の可変動弁機構11においては、第1
偏心カム41を介して環状ディスク29の偏心位置を可
変制御することにより、カムシャフト22が不等速回転
し、駆動軸21との間で、その偏心量に応じた位相差が
生じる。例えば、環状ディスク29の中心と駆動軸21
の中心とが一致している状態では、カムシャフト22が
駆動軸21と等速で同期回転するため、図3の(A)の
実線に示すようなバルブリフト特性が得られる。これに
対し、環状ディスク29の中心が一方へ偏心した状態で
は、図3(B)の一点鎖線に示すように偏心量に応じた
位相差が生じ、これに伴って図3(A)に一点鎖線で示
すようなバルブリフト特性が得られる。すなわち、偏心
量を制御することにより、吸気弁5の開時期と閉時期と
の双方を連続的に可変制御することができる。
In the variable valve mechanism 11 described above, the first
By variably controlling the eccentric position of the annular disc 29 via the eccentric cam 41, the cam shaft 22 rotates at a non-constant speed, and a phase difference corresponding to the amount of eccentricity is generated between the cam shaft 22 and the drive shaft 21. For example, the center of the annular disc 29 and the drive shaft 21
In the state where the center of the drive shaft coincides with the center of the drive shaft, the camshaft 22 rotates synchronously with the drive shaft 21 at a constant speed, so that the valve lift characteristic shown by the solid line in FIG. On the other hand, when the center of the annular disc 29 is eccentric to one side, a phase difference corresponding to the amount of eccentricity occurs as shown by the chain line in FIG. 3 (B). A valve lift characteristic as shown by a chain line is obtained. That is, by controlling the amount of eccentricity, both the opening timing and the closing timing of the intake valve 5 can be continuously variably controlled.

【0049】図4は、本発明の燃料噴射時期とバルブタ
イミングとの関係を示したタイムチャートであって、図
示するように、燃料噴射時期が、機関運転条件に応じて
2通りに切り換えられる。すなわち、ピストンが圧縮行
程にある間に噴射する圧縮行程噴射と、ピストンが吸気
行程にある間に噴射する吸気行程噴射とに、適宜切り換
えられる。図中、GOは噴射開始時期、GCは噴射終了
時期であって、噴射量の大小に関係なく、噴射開始時期
GOが、圧縮行程噴射の場合には圧縮行程中に、吸気行
程噴射の場合には吸気行程中に含まれるように、それぞ
れ制御される。
FIG. 4 is a time chart showing the relationship between the fuel injection timing and the valve timing according to the present invention. As shown in the figure, the fuel injection timing can be switched between two types according to engine operating conditions. That is, the compression stroke injection, which is injected while the piston is in the compression stroke, and the intake stroke injection, which is injected while the piston is in the intake stroke, are appropriately switched. In the figure, GO is the injection start timing and GC is the injection end timing. Regardless of the magnitude of the injection amount, the injection start timing GO is during the compression stroke during the compression stroke injection, and during the intake stroke injection. Are controlled so as to be included in the intake stroke.

【0050】そして、燃料噴射時期が圧縮行程噴射であ
る場合と吸気行程噴射である場合とで、それぞれ吸気弁
5の開閉時期が異なっている。具体的には、圧縮行程噴
射の場合には、吸気行程噴射の場合に比較して、吸気弁
5の開時期IVOが相対的に早くなっているとともに、
閉時期IVCが相対的に遅くなっている。また、圧縮行
程噴射時に、燃料噴射開始時期GOは、吸気弁閉時期I
VCより僅かに遅くなっている。
The opening / closing timing of the intake valve 5 differs depending on whether the fuel injection timing is the compression stroke injection or the intake stroke injection. Specifically, in the case of the compression stroke injection, the opening timing IVO of the intake valve 5 is relatively early as compared with the case of the intake stroke injection, and
The closing timing IVC is relatively late. Further, at the time of compression stroke injection, the fuel injection start timing GO is the intake valve closing timing I
Slightly slower than VC.

【0051】図5および表1は、機関運転条件と上述し
た燃料噴射時期およびバルブタイミングの関係をまとめ
て示したものであって、高速高負荷側の領域Aでは、表
1のように、吸気行程噴射となり、かつこれに対応し
て、吸気弁5の開時期IVOが遅く、閉時期IVCが早
くなる。中負荷の領域Bでは、希薄燃焼を行うために、
圧縮行程噴射となり、かつこれに対応して、吸気弁5の
開時期IVOが早く、閉時期IVCが遅くなる。
FIG. 5 and Table 1 collectively show the relationship between the engine operating conditions and the above-mentioned fuel injection timing and valve timing. In the region A on the high speed and high load side, as shown in Table 1, The stroke injection is performed, and correspondingly, the opening timing IVO of the intake valve 5 is delayed and the closing timing IVC is advanced. In the medium load region B, in order to perform lean combustion,
The compression stroke injection is performed, and correspondingly, the opening timing IVO of the intake valve 5 is early and the closing timing IVC is late.

【0052】さらに、アイドルを含む低速低負荷側の領
域Cでは、燃料噴射時期は、機関温度条件によって異な
るものとなる。機関の暖機後は、燃費向上を図るため
に、圧縮行程噴射とする。また、極低温の冷機時には、
始動性確保のために、吸気行程噴射とし、霧化時間を長
く確保するようにしている。そして、バルブタイミング
は、この噴射時期の切換と無関係に、吸気行程噴射のた
めの特性に固定されている。従って、例えば極低温の冷
間始動後にアイドルのまま放置した場合に、機関温度が
多少上昇した時点で燃料噴射時期は圧縮行程噴射に切り
換えられるが、バルブタイミングの切換はなされないの
で、このバルブタイミングの切換に起因するストールひ
いては機関の停止を回避できる。
Further, in the region C on the low speed and low load side including the idle, the fuel injection timing varies depending on the engine temperature condition. After the engine is warmed up, compression stroke injection is used to improve fuel efficiency. Also, at the time of cryogenic cooling,
In order to ensure startability, injection stroke injection is used to ensure a long atomization time. The valve timing is fixed to the characteristic for intake stroke injection, regardless of the switching of the injection timing. Therefore, for example, when the engine is left idle after a cold start at a very low temperature, the fuel injection timing is switched to the compression stroke injection when the engine temperature rises slightly, but the valve timing is not switched. It is possible to avoid the stall and the engine stop due to the switching of the engine.

【0053】なお、図示は省略するが、燃料噴射時期の
切換が何らかの異常で正常になされない場合には、やは
りバルブタイミングが固定される。この場合、吸気行程
噴射の特性に固定するようにすれば、やはり始動性確保
の上で有利である。
Although illustration is omitted, if the fuel injection timing is not normally changed due to some abnormality, the valve timing is also fixed. In this case, if it is fixed to the characteristic of the intake stroke injection, it is still advantageous for ensuring the startability.

【0054】[0054]

【表1】 [Table 1]

【0055】次に図6は、多気筒内燃機関、一例として
4気筒内燃機関における燃料噴射時期およびバルブタイ
ミングの切換時期を説明するタイムチャートであって、
具体的には、加速時の変化を示している。ここで、黒丸
は、圧縮行程噴射であることを示し、白丸は、吸気行程
噴射であることを示している。この図6に示すように、
内燃機関のスロットル開度が増加して運転条件が前述し
た領域Bから領域Aへ変化すると、これと同時に、噴射
時期の切換、具体的には、圧縮行程噴射から吸気行程噴
射への切換が実行される。但し、この切換は、実際に
は、点火順に従って4気筒について順次なされるので、
全気筒について切換が完了するまでには、機関の1サイ
クルが必要である。そして、この噴射時期の切換が全気
筒で完了した後、可変動弁機構11を介してバルブタイ
ミングが一斉に切り換えられる。具体的には、制御カム
軸42が所定位置まで回転駆動される。
Next, FIG. 6 is a time chart for explaining the fuel injection timing and the valve timing switching timing in a multi-cylinder internal combustion engine, for example, a 4-cylinder internal combustion engine.
Specifically, it shows changes during acceleration. Here, the black circles indicate the compression stroke injection, and the white circles indicate the intake stroke injection. As shown in FIG.
When the throttle opening of the internal combustion engine increases and the operating condition changes from the region B to the region A, at the same time, the injection timing is switched, specifically, the compression stroke injection is switched to the intake stroke injection. To be done. However, since this switching is actually performed sequentially for the four cylinders according to the ignition order,
One cycle of the engine is required to complete the switching for all cylinders. Then, after the switching of the injection timing is completed for all the cylinders, the valve timings are simultaneously switched via the variable valve mechanism 11. Specifically, the control cam shaft 42 is rotationally driven to a predetermined position.

【0056】このように、燃料噴射時期の切換とバルブ
タイミングの切換とに、僅かな時間差を与えることで、
トルクショックを抑制できる。また、燃料噴射時期の切
換は、機械的な遅れを伴わずに即座に実行されるので、
トルクショックを抑制しつつ加速応答性に優れたものと
なる。
In this way, by giving a slight time difference between the switching of the fuel injection timing and the switching of the valve timing,
Torque shock can be suppressed. Also, since the fuel injection timing switching is executed immediately without any mechanical delay,
The acceleration response is excellent while suppressing the torque shock.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に係る筒内直噴型内燃機関の一実施例
を示す構成説明図。
FIG. 1 is a structural explanatory view showing an embodiment of a direct injection type internal combustion engine according to the present invention.

【図2】その可変動弁機構の構成を示す要部の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of a main part showing the configuration of the variable valve mechanism.

【図3】この可変動弁機構における駆動軸とカムシャフ
トとの回転位相差およびバルブリフト特性を対比して示
す特性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a comparison between a rotational phase difference between a drive shaft and a cam shaft and a valve lift characteristic in this variable valve mechanism.

【図4】燃料噴射時期とバルブタイミングとの関係を示
すタイムチャート。
FIG. 4 is a time chart showing the relationship between fuel injection timing and valve timing.

【図5】機関運転領域を示す特性図。FIG. 5 is a characteristic diagram showing an engine operating region.

【図6】多気筒内燃機関における燃料噴射時期とバルブ
タイミングとの切換時期を示すタイムチャート。
FIG. 6 is a time chart showing a switching timing between fuel injection timing and valve timing in a multi-cylinder internal combustion engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…シリンダ 3…燃料噴射弁 5…吸気弁 11…可変動弁機構 2 ... Cylinder 3 ... Fuel injection valve 5 ... Intake valve 11 ... Variable valve mechanism

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成15年5月1日(2003.5.1)[Submission date] May 1, 2003 (2003.5.1)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0007】また、燃料を吸気行程中に噴射する吸気行
程噴射においては、均質混合気であるので、上述したよ
うなNOxの問題はなく、いかにトルクを高められるか
が重要となるが、バルブタイミングを固定的に設定した
ものでは、吸気弁を介した混合気の吐き戻しによって充
填効率が低下することがあり、必ずしもトルクを十分に
高めることができない。この発明は、機関運転条件に応
じて燃料噴射時期が可変制御される筒内直噴型内燃機関
において、その燃料噴射時期に応じて適切なバルブタイ
ミングを得るようにし、特に、噴射時期の切換とバルブ
タイミングの切換とによるトルクショックを抑制するこ
とを目的としている。
Further, in the intake stroke injection for injecting the fuel during the intake stroke, since it is a homogeneous mixture, there is no problem of NOx as described above, and it is important how the torque can be increased. With the fixed setting, the charging efficiency may be reduced due to the discharge back of the air-fuel mixture through the intake valve, and the torque cannot always be sufficiently increased. This invention responds to engine operating conditions.
Direct injection type internal combustion engine with variable fuel injection timing
The appropriate valve tie according to the fuel injection timing.
In particular, injection timing switching and valve
Torque shock due to timing switching can be suppressed.
And is intended.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、機
関運転条件に応じて燃料噴射時期が可変制御される筒内
直噴型内燃機関において、その燃料噴射時期に応じてバ
ルブタイミングが変化するように構成されており、かつ
燃料噴射時期の切換とバルブタイミングの切換とに時間
差が設けられていることを特徴とする。
Therefore, according to the present invention, in a cylinder direct injection internal combustion engine in which the fuel injection timing is variably controlled according to the engine operating condition, the valve timing changes according to the fuel injection timing. Is configured and
It takes time to switch the fuel injection timing and the valve timing.
It is characterized in that a difference is provided.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0009】望ましくは、本発明の筒内直噴型内燃機関
は、吸気弁の開閉時期を可変制御する可変動弁機構を有
し、燃料噴射開始時期が吸気行程中にあるときには吸気
弁閉時期を早め、かつ燃料噴射開始時期が圧縮行程中に
あるときには吸気弁開時期を早める。
Preferably, the direct injection type internal combustion engine of the present invention has a variable valve mechanism for variably controlling the opening / closing timing of the intake valve, and the intake valve closing timing when the fuel injection start timing is in the intake stroke. early, and Ru advancing the intake valve opening timing when the fuel injection start timing is in the compression stroke.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0010】さらに望ましくは、燃料噴射開始時期が吸
気行程中にあるときには吸気弁開時期を遅らせるととも
に吸気弁閉時期を早め、かつ燃料噴射開始時期が圧縮行
程中にあるときには吸気弁開時期を早めるとともに吸気
弁閉時期を遅らせるようにするとよい。
[0010] More preferably, the intake valve opening timing when the advancing the intake valve closing timing with delaying the intake valve opening timing when the fuel injection start timing is in the intake stroke and fuel injection start timing is in the compression stroke It is advisable to delay the intake valve closing timing as soon as possible.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0012】しかしながら、この圧縮行程噴射の際に、
吸気弁開時期を早めることにより、いわゆる内部EGR
として多量の排気を燃焼室に導入することができ、燃焼
温度が低下する。これにより、NOx排出量が減少す
る。
[0012] However, at the time of the compression stroke injection of this,
By advancing the intake valve opening timing, so-called internal EGR
As a result, a large amount of exhaust gas can be introduced into the combustion chamber, and the combustion temperature decreases. As a result, the NOx emission amount is reduced.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0017[Correction target item name] 0017

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0017】また、本発明では、望ましくは、圧縮行程
中にある噴射開始時期が、吸気弁閉時期と同時もしくは
僅かに遅れている。
[0017] In the present invention, preferably, the injection start timing that is in compression stroke is delayed to simultaneously or slightly intake valve closing timing.

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0019[Correction target item name] 0019

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0019】また、本発明では、燃料噴射時期の切換と
バルブタイミングの切換とに時間差が設けられている。
そして、望ましくは、機関運転条件の変化に対し、燃料
噴射時期の切換がバルブタイミングの切換よりも先に実
行される。
[0019] In the present invention, switching and two hours difference switching the valve timing of the fuel injection timing is provided.
Then, desirably, the switching of the fuel injection timing is executed before the switching of the valve timing with respect to the change of the engine operating condition.

【手続補正9】[Procedure Amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0021[Correction target item name] 0021

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0021】さらに請求項の発明では、機関運転条件
の変化に対し、全気筒の燃料噴射時期の切換が完了した
後に、バルブタイミングの切換が実行される。
Further, according to the third aspect of the invention, the valve timing switching is executed after the switching of the fuel injection timings of all the cylinders is completed in response to changes in the engine operating conditions.

【手続補正10】[Procedure Amendment 10]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0025[Name of item to be corrected] 0025

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0025】また、燃料噴射時期の可変制御が正常に作
動しなくなると、燃焼が不安定化し、やはり機関が停止
しやすい状態となる。そこで、本発明では、請求項
ように、燃料噴射時期の可変制御の異常時に、バルブタ
イミングが所定時期に固定されることが望ましい。これ
により、バルブタイミングの切換に伴うエンストを回避
できる。なお、このときのバルブタイミングを吸気行程
噴射用の特性とすれば、始動性確保の上で有利となる。
Further, when the variable control of the fuel injection timing does not operate normally, the combustion becomes unstable and the engine is likely to stop. Therefore, in the present invention, it is desirable that the valve timing be fixed at a predetermined timing when the variable control of the fuel injection timing is abnormal as in the fifth aspect . As a result, engine stall accompanying switching of valve timing can be avoided. In addition, if the valve timing at this time is set to a characteristic for intake stroke injection, it is advantageous in ensuring startability.

【手続補正11】[Procedure Amendment 11]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0026】また、本発明では、バルブタイミングを連
続的に制御可能な可変動弁機構を用いることが望まし
い。
[0026] In the present invention, it is preferable to use a continuously controllable variable valve mechanism valves timing.

【手続補正12】[Procedure Amendment 12]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0028[Correction target item name] 0028

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、機関運
転条件の変化に伴って燃料噴射時期を切り換える際に、
燃料噴射時期に応じた適切なバルブタイミングを得るこ
とができるとともに、燃料噴射時期の切換とバルブタイ
ミングの切換とに時間差が設けられているので、噴射時
期の切換によるトルク変化とバルブタイミングの切換に
よるトルク変化とが同時に発生せず、トルクショックを
抑制することができる。また請求項2のように燃料噴射
時期の切換をバルブタイミングの切換よりも先に実行さ
せることで、レスポンスの悪化を防止できる。さらに、
請求項3の発明によれば、気筒間の空燃比のばらつきに
よる過渡エミッションの発生を防止でき、トルクショッ
ク軽減の上でも有利となる。さらに請求項4および請求
項5によれば、ストールによる機関の停止を確実に防止
できる。また、請求項6のように、バルブタイミングを
連続的に制御可能な可変動弁機構を用いれば、バルブタ
イミングを一層適切に維持でき、かつ大きなショックの
発生を防止できる。また、請求項7によれば、希薄燃焼
を行わせるべく圧縮行程噴射とした際に、吸気弁開時期
を早めることにより、NOx排出量を低減できるととも
に、トルクを高めるべく吸気行程噴射とした際に、吸気
弁閉時期を早めることで、充填効率の向上ひいてはトル
クの向上が図れる。
As described above, according to the present invention, the engine operation
When switching the fuel injection timing according to the change of the rotation condition,
To obtain the appropriate valve timing according to the fuel injection timing.
It is possible to change the fuel injection timing and valve tie
Since there is a time difference between the switching of
For torque change and valve timing switching
Torque shock does not occur simultaneously with
Can be suppressed. Also, as in claim 2, fuel injection
Perform timing switching before switching valve timing.
By doing so, it is possible to prevent deterioration of response. further,
According to the third aspect of the present invention, the variation in the air-fuel ratio among the cylinders
It is possible to prevent the occurrence of transient emissions due to
It is also advantageous in reducing ku. Further claim 4 and claim
According to Item 5, surely prevent engine stop due to stall
it can. Further, as in claim 6, the valve timing is changed.
If a variable valve mechanism that can be continuously controlled is used,
You can maintain the iming more appropriately, and
Occurrence can be prevented. Further, according to claim 7, lean combustion
Intake valve opening timing when the compression stroke injection is performed to
NOx emissions can be reduced by speeding up
In addition, when the intake stroke injection is performed to increase the torque,
By advancing the valve closing time, the filling efficiency is improved and
It is possible to improve the quality.

【手続補正13】[Procedure Amendment 13]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0029[Name of item to be corrected] 0029

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0029】また、請求項によれば、NOx排出量を
さらに低減できるとともに、トルクをさらに高めること
ができる。
According to the eighth aspect , the NOx emission amount can be further reduced and the torque can be further increased.

【手続補正14】[Procedure Amendment 14]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0030[Name of item to be corrected] 0030

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0030】そして請求項によれば、強いガス流動に
より霧化の改善ひいては良好な燃焼を実現できる。
Further, according to the ninth aspect , the atomization can be improved and the good combustion can be realized by the strong gas flow.

【手続補正15】[Procedure Amendment 15]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0031[Correction target item name] 0031

【補正方法】削除[Correction method] Delete

【手続補正16】[Procedure Amendment 16]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0032[Name of item to be corrected] 0032

【補正方法】削除[Correction method] Delete

【手続補正17】[Procedure Amendment 17]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0033[Correction target item name] 0033

【補正方法】削除[Correction method] Delete

【手続補正18】[Procedure 18]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0034[Correction target item name] 0034

【補正方法】削除[Correction method] Delete

───────────────────────────────────────────────────── 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) F02D 41/34 F02D 41/34 F Fターム(参考) 3G084 AA04 BA15 BA23 CA03 CA04 CA09 DA01 DA05 DA10 DA11 DA34 FA07 FA33 3G092 AA01 AA06 AA09 BB06 DA06 DD03 EA03 EA04 EA17 FA01 FA03 FA04 FA17 FA40 GA04 GA05 GA06 GA18 HA01Z HE01Z 3G301 HA01 HA04 HA15 HA19 JA01 JA03 JA04 JA25 JA31 KA07 KA08 KA09 KA25 LA07 MA19 NE11 NE12 NE23 PA01Z PE01Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F02D 41/34 F02D 41/34 FF term (reference) 3G084 AA04 BA15 BA23 CA03 CA04 CA09 DA01 DA05 DA10 DA11 DA34 FA07 FA33 3G092 AA01 AA06 AA09 BB06 DA06 DD03 EA03 EA04 EA17 FA01 FA03 FA04 FA17 FA40 GA04 GA05 GA06 GA18 HA01Z HE01Z 3G301 HA01 HA04 HA15 HA19 JA01 JA03 JA04 JA25 JA31 KA07 KA08 KA09 KA25 LA07 MA19 NE11 PE12 NE12 NE12

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 機関運転条件に応じて燃料噴射時期が可
変制御される筒内直噴型内燃機関において、その燃料噴
射時期に応じてバルブタイミングが変化するように構成
されていることを特徴とする筒内直噴型内燃機関。
1. An in-cylinder direct injection internal combustion engine in which the fuel injection timing is variably controlled in accordance with engine operating conditions is characterized in that the valve timing is changed in accordance with the fuel injection timing. In-cylinder direct injection internal combustion engine.
【請求項2】 吸気弁の開閉時期を可変制御する可変動
弁機構を有し、燃料噴射開始時期が吸気行程中にあると
きには吸気弁閉時期を早め、かつ燃料噴射開始時期が圧
縮行程中にあるときには吸気弁開時期を早めることを特
徴とする請求項1記載の筒内直噴型内燃機関。
2. A variable valve mechanism for variably controlling the opening / closing timing of an intake valve, advancing the intake valve closing timing when the fuel injection start timing is during the intake stroke, and the fuel injection start timing during the compression stroke. The direct injection type internal combustion engine according to claim 1, wherein the intake valve opening timing is advanced at a certain time.
【請求項3】 吸気弁の開閉時期を可変制御する可変動
弁機構を有し、燃料噴射開始時期が吸気行程中にあると
きには吸気弁開時期を遅らせるとともに吸気弁閉時期を
早め、かつ燃料噴射開始時期が圧縮行程中にあるときに
は吸気弁開時期を早めるとともに吸気弁閉時期を遅らせ
ることを特徴とする請求項1記載の筒内直噴型内燃機
関。
3. A variable valve mechanism for variably controlling the opening / closing timing of an intake valve, delaying the intake valve opening timing and advancing the intake valve closing timing when the fuel injection start timing is in the intake stroke, and fuel injection 2. The in-cylinder direct injection internal combustion engine according to claim 1, wherein when the start timing is during the compression stroke, the intake valve opening timing is advanced and the intake valve closing timing is delayed.
【請求項4】 圧縮行程中にある噴射開始時期が、吸気
弁閉時期と同時もしくは僅かに遅れていることを特徴と
する請求項1〜3のいずれかに記載の筒内直噴型内燃機
関。
4. The in-cylinder direct injection internal combustion engine according to claim 1, wherein the injection start timing in the compression stroke is delayed at the same time as or slightly behind the intake valve closing timing. .
【請求項5】 燃料噴射時期の切換とバルブタイミング
の切換とに時間差が設けられていることを特徴とする請
求項1〜4のいずれかに記載の筒内直噴型内燃機関。
5. The in-cylinder direct injection internal combustion engine according to claim 1, wherein a time difference is provided between the fuel injection timing switching and the valve timing switching.
【請求項6】 機関運転条件の変化に対し、燃料噴射時
期の切換がバルブタイミングの切換よりも先に実行され
ることを特徴とする請求項5記載の筒内直噴型内燃機
関。
6. The in-cylinder direct injection internal combustion engine according to claim 5, wherein the switching of the fuel injection timing is executed prior to the switching of the valve timing in response to changes in the engine operating conditions.
【請求項7】 機関運転条件の変化に対し、全気筒の燃
料噴射時期の切換が完了した後に、バルブタイミングの
切換が実行されることを特徴とする請求項6記載の筒内
直噴型内燃機関。
7. The in-cylinder direct injection internal combustion engine according to claim 6, wherein the valve timing switching is executed after the switching of the fuel injection timings of all the cylinders is completed in response to changes in the engine operating conditions. organ.
【請求項8】 アイドルを含む低負荷時には、燃料噴射
時期の可変制御に拘わらず、バルブタイミングが所定時
期に固定されていることを特徴とする請求項1〜7のい
ずれかに記載の筒内直噴型内燃機関。
8. The in-cylinder according to claim 1, wherein the valve timing is fixed at a predetermined timing regardless of the variable control of the fuel injection timing at the time of low load including idle. Direct injection internal combustion engine.
【請求項9】 燃料噴射時期の可変制御の異常時には、
バルブタイミングが所定時期に固定されることを特徴と
する請求項1〜8のいずれかに記載の筒内直噴型内燃機
関。
9. When the variable control of the fuel injection timing is abnormal,
The in-cylinder direct injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8, wherein the valve timing is fixed at a predetermined time.
【請求項10】 バルブタイミングを連続的に制御可能
な可変動弁機構を備えていることを特徴とする請求項1
〜9のいずれかに記載の筒内直噴型内燃機関。
10. A variable valve mechanism capable of continuously controlling valve timing is provided.
10. The in-cylinder direct injection internal combustion engine according to any one of 1 to 9.
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