(57)【要約】【課題】点火時期の大幅な遅角と燃焼安定度とを両立させ、冷機時の排気ガス温度の昇温とＨＣ排出量低減とを実現する。【解決手段】冷却水温が８０℃を越えた暖機完了状態では、通常の成層燃焼運転および均質燃焼運転を行う。８０℃以下の冷機状態では、触媒コンバータの活性化促進とＨＣ排出量低減のために、上死点噴射運転とする。ここでは、噴射開始時期が圧縮上死点前、噴射終了時期が圧縮上死点後となり、圧縮上死点を跨いで燃料噴射が行われる。点火時期は、噴射開始時期から１５°〜２０°ＣＡ遅れた圧縮上死点後となる。圧縮上死点における噴霧の中心線Ｆが、凹部１６の底面１６ａで反射して電極部１０ａへ向かうように、幾何学的な位置関係が設定される。圧縮上死点では、スワールやタンブルが減衰して微小な乱れが活発化しており、ピストン３の位置変化も少ないので、安定した燃焼を実現できる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えるとともに、点火プラグを備えてなる筒内直接噴射式火花点火内燃機関において、所定の運転状態のときに、燃料噴射を、噴射開始時期が圧縮上死点前で噴射終了時期が圧縮上死点後となるように圧縮上死点を跨ぐ期間に行い、かつ、上記噴射開始時期から遅れた圧縮上死点後に点火を行うとともに、ピストンが圧縮上死点位置にあるときに上記燃料噴射弁からピストン頂部へ向けて噴射された燃料噴霧が点火プラグの電極部に向かうように、ピストン頂部の形状が構成されていることを特徴とする筒内直接噴射式火花点火内燃機関。
【請求項２】
上記燃料噴射弁が燃焼室の側部に配置され、ピストン頂部へ向かって斜め下方へ燃料を噴射するように構成されているとともに、燃焼室の略中央部に点火プラグを備えており、上記燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧がピストン頂部で反射して点火プラグの電極部へ向かうことを特徴とする請求項１に記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関。
【請求項３】
上記ピストン頂部に、緩く湾曲した底面を有する凹部が設けられており、この凹部の底面に燃料噴霧が衝突して点火プラグへ向けて反射することを特徴とする請求項２に記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関。
【請求項４】
上記ピストン頂部に、ピストンが圧縮上死点位置にあるときに燃料噴射弁の噴孔部と点火プラグの電極部とをそれぞれ焦点とする楕円形に沿った凹部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関。
【請求項５】
上記燃料噴射弁が燃焼室の側部に配置され、ピストン頂部へ向かって斜め下方へ燃料を噴射するように構成されているとともに、燃焼室の略中央部に点火プラグを備えており、上記燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧がピストン頂部の湾曲面に沿って進み、点火プラグの電極部へ案内されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関。
【請求項６】
所定の運転状態として、排気ガス温度の昇温が要求されたときに、上記の燃料噴射期間および点火時期に制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関。
【請求項７】
燃料噴射期間における圧縮上死点前の期間と圧縮上死点後の期間とがほぼ等しいことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、筒内に燃料を直接に噴射する筒内直接噴射式火花点火内燃機関に関し、特に、その噴射時期および点火時期の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、排気浄化用の触媒コンバータが活性温度よりも低い未暖機状態にあるときに、圧縮行程中に燃料噴射を行い、かつ、点火時期を圧縮上死点よりも遅角させる技術が開示されている。
【０００３】
また特許文献２には、圧縮行程中に燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧が、ピストン頂部で反射して点火プラグの電極部に集中するように、ピストン頂部の形状を構成した筒内直接噴射式火花点火内燃機関が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３３６４６７号公報
【特許文献２】特開２００３−１１３７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関冷機時の触媒の早期活性化を図るべく排気ガス温度を昇温させるとともにＨＣを低減するためには、点火時期をなるべく大きく遅角させることが望ましいが、点火時期を大幅に遅角すると、燃焼安定度が悪化するため、燃焼安定度の観点から定まるある限界よりも遅角することはできない。上記従来の技術では、特に冷機時のような条件下において、安定した燃焼の確保が難しく、燃焼安定度から定まる点火時期の遅角限界が比較的進み側にあり、十分な点火時期の遅角を実現することができない。
【０００５】
また、特許文献２では、所定の噴射時期に点火プラグ電極部が焦点となる楕円形に沿ってピストン頂部に凹部を形成しているが、噴射時期となる圧縮行程の途中ではピストンの移動速度が高く、従って、実際には、点火プラグ電極部が焦点となる位置関係が保たれるのは、噴射期間の中の一部に過ぎない。そのため、噴射期間の大小等によって燃焼安定度が比較的大きく変化しやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えるとともに、点火プラグを備えてなる筒内直接噴射式火花点火内燃機関において、所定の運転状態のとき、例えば冷機時のような排気ガス温度の昇温が必要な場合などに、燃料噴射を、噴射開始時期が圧縮上死点前で噴射終了時期が圧縮上死点後となるように圧縮上死点を跨ぐ期間に行い、かつ、上記噴射開始時期から遅れた圧縮上死点後に点火を行うことを特徴としている。そして、さらに、ピストンが圧縮上死点位置にあるときに上記燃料噴射弁からピストン頂部へ向けて噴射された燃料噴霧が点火プラグの電極部に向かうように、ピストン頂部の形状が構成されている。
【０００７】
本発明の一つの態様では、上記燃料噴射弁が燃焼室の側部に配置され、ピストン頂部へ向かって斜め下方へ燃料を噴射するように構成されているとともに、燃焼室の略中央部に点火プラグを備えており、ピストンが圧縮上死点位置にあるときに、上記燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧がピストン頂部で反射して点火プラグの電極部へ向かうように構成されている。
【０００８】
例えば、上記ピストン頂部に、緩く湾曲した底面を有する凹部が設けられており、この凹部の底面に燃料噴霧が衝突して点火プラグへ向けて反射するように構成されている。つまり、噴霧の噴射方向となる噴霧中心線を凹部の底面で幾何学的に反射させたときに、点火プラグ電極部を指向するようになっており、圧縮上死点を跨ぐ期間に噴射された燃料の多くが点火プラグ側へ反射することになる。
【０００９】
あるいは、上記ピストン頂部に、ピストンが圧縮上死点位置にあるときに燃料噴射弁の噴孔部と点火プラグの電極部とをそれぞれ焦点とする楕円形に沿った凹部が形成されている。従って、一方の焦点である燃料噴射弁の噴孔部から円錐状に拡がる燃料噴霧は、凹部の壁面で反射して、他方の焦点である点火プラグ電極部に集中する。なお、凹部の一つの断面、例えば燃料噴射弁噴孔部と点火プラグ電極部とを含むシリンダ軸線に沿った平面における断面が楕円形であれば良く、その平面上において、焦点である点火プラグ電極部に燃料が集中することになるが、さらに立体的に見て、全ての燃料噴霧が点火プラグ電極部へ集中するように、楕円を回転させた楕円体に沿った形状に凹部を形成しても良い。
【００１０】
また、本発明の一つの態様では、上記燃料噴射弁が燃焼室の側部に配置され、ピストン頂部へ向かって斜め下方へ燃料を噴射するように構成されているとともに、燃焼室の略中央部に点火プラグを備えており、ピストンが圧縮上死点位置にあるときに上記燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧がピストン頂部の湾曲面に沿って進み、点火プラグの電極部へ案内されるように構成されている。つまり、この場合は、燃料噴霧がピストン頂部の面に衝突して反射するのではなく、湾曲面に沿いつつ進行して、点火プラグ電極部へ向かう。
【００１１】
図１は、本発明の燃料噴射期間および点火時期を筒内圧変化とともに例示したものであり、噴射開始時期ＩＴＳが圧縮上死点（ＴＤＣ）前、噴射終了時期ＩＴＥが圧縮上死点（ＴＤＣ）後となる。その間の噴射期間Ｔの長さは、噴射量に相当する。点火時期ＡＤＶは、圧縮上死点（ＴＤＣ）後であり、噴射開始時期ＩＴＳから所定クランク角（例えば１５°ＣＡ〜２０°ＣＡ）遅れた時期となる。この遅れ期間Ｄは、一般に、燃料噴射弁から点火プラグまでの距離に相関する。
【００１２】
なお、圧縮上死点（ＴＤＣ）を中心として前半の圧縮上死点前の期間と後半の圧縮上死点後の期間とがほぼ等しくなるように、噴射開始時期ＩＴＳおよび噴射終了時期ＩＴＥを制御するようにしてもよい。
【００１３】
図２は、内燃機関の１サイクル中のピストンストロークによるピストン位置変化量と燃焼室の体積変化量とを示したものである。図示するように、単位クランク角当たりの変化量は、ストロークの中間位置付近で最も大きく、下死点（ＢＤＣ）付近ならびに上死点（ＴＤＣ）付近では、非常に小さい。従って、本発明で燃料噴射を行う圧縮上死点付近は、ピストン位置変化や体積変化が非常に小さく、ピストンの動き等に影響されない安定した場が形成され得る。
【００１４】
また、筒内には、吸気行程において、スワール流やタンブル流といった比較的大きな流れのガス流動が発生し、圧縮行程においても残存しているが、このようなスワール流やタンブル流といった大きな流れは、ピストンが圧縮上死点付近に達して燃焼室が狭小なものとなると、急激に崩壊する。図３は、種々の機関回転数の下での燃焼室内の大きな流れの流速変化を示したものであり、図示するように、回転数に応じた強さのスワール流ないしタンブル流が発生するが、圧縮上死点（３６０°ＣＡ）に達する前に、急激に崩壊する。従って、本発明において圧縮上死点付近で噴射された燃料噴霧は、スワール流やタンブル流のような大きな流れにより動かされることがなく、点火プラグに対し、常に安定した形で噴霧を形成することが可能である。
【００１５】
一方、上記のスワール流やタンブル流といった比較的大きな流れのエネルギは、その流れの崩壊に伴って、微小な乱れへと遷移する。従って、燃焼室内の微小な乱れは、圧縮上死点の直前に、急激に増大する。図４は、図３に示した流れの崩壊に伴って生じる微小な乱れの強さを、流速に換算していわゆる乱れ流速として示したものであり、図示するように、圧縮上死点直前に、乱れが大きく増加する。このような微小な乱れは、燃焼場の活性化に寄与し、燃焼改善作用が得られる。
【００１６】
さらに、本発明では、ピストンが圧縮上死点位置にあるときに燃料噴射弁からピストン頂部へ向けて噴射された燃料噴霧が点火プラグの電極部に向かうように、ピストン頂部の形状が構成されているのであるが、上記のように、燃料が噴射される圧縮上死点付近では、単位クランク角当たりのピストン位置変化量が非常に小さく、燃料噴射弁と点火プラグとピストン頂部との幾何学的な位置関係の変化が緩慢となる。特に、圧縮行程で上昇していったピストンが上死点で反転して下降することから、圧縮上死点を跨ぐ燃料噴射期間におけるピストン位置の変化の幅は、さらに小さくなる。従って、噴射された燃料のより多くの部分が、所期の幾何学的な位置関係に沿って点火プラグ電極部へ向かうこととなり、確実な混合気形成がなされる。そして、燃料噴射期間が増減しても、これに対するピストン位置の変化が小さいため、燃焼が不安定化することがない。
【００１７】
このように、本発明では、燃料が噴射される圧縮上死点付近での燃焼室内の場は、噴霧を動かしてしまうような大きな流れが存在せず、かつ燃焼を活発化させる微小な乱れが多く存在し、しかも、ピストンの動きに対し非常に安定した場となる。そして、このような安定した場の中で、燃料噴射弁と点火プラグとピストン頂部との所期の幾何学的な位置関係を利用して点火プラグ近傍に確実に可燃混合気を形成し得るので、圧縮上死点よりも遅角した点火時期でもって、安定した燃焼が可能であり、燃焼安定度の上で制限される点火時期の遅角限界が、より遅角側となる。そのため、点火時期の大幅な遅角により、排気ガス温度を大幅に昇温させることができ、かつＨＣ排出量が低減する。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、点火時期を圧縮上死点よりも大幅に遅角させた状態で安定した燃焼を得ることができ、例えば内燃機関の冷機時に、排気ガス温度を昇温させて触媒の早期活性化を図ることができるとともに、ＨＣ排出量の低減が可能となる。特に、噴射期間中に燃料噴射弁と点火プラグとピストン頂部との幾何学的な位置関係が殆ど変化しないので、点火プラグ近傍に可燃混合気を安定的に形成でき、より安定した燃焼を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図５〜図７は、この発明が適用される筒内直接噴射式火花点火内燃機関の一実施例を示しており、特に、図５，図６は、一つの気筒の構成を示し、図７は機関全体のシステム構成を示している。
【００２１】
図５，図６に示すように、シリンダブロック１に形成されたシリンダ２にピストン３が摺動可能に配置されているとともに、シリンダブロック１上面に固定されたシリンダヘッド４と上記ピストン３との間に、燃焼室５が形成されている。上記シリンダヘッド４には、吸気弁６によって開閉される吸気ポート７と、排気弁８によって開閉される排気ポート９と、が形成されている。１つの気筒に対し、一対の吸気弁６と一対の排気弁８とが設けられており、これらの４つの弁に囲まれた燃焼室５天井面中心部に、点火プラグ１０が配置されている。また、この実施例では、運転状態によってタンブル流を強化することができるように、吸気ポート７内に、該吸気ポート７内を上下２つの流路に区画する隔壁１１が設けられているとともに、その下側の流路を上流端で開閉するタンブル制御弁１２が設けられている。当業者には容易に理解できるように、タンブル制御弁１２によって下側の流路を閉塞した状態ではタンブル流が強化され、タンブル制御弁１２を開いた状態ではタンブル流が弱まる。なお、このタンブル制御弁１２は本発明において必ずしも必須のものではなく、省略することも可能であり、また、これに代えて、公知のスワール制御弁を設けるようにしてもよい。
【００２２】
上記シリンダヘッド４の吸気ポート７の下側、より詳しくは一対の吸気ポート７の中間部の位置には、筒内へ燃料を直接噴射する燃料噴射弁１５が配置されている。つまり、この燃料噴射弁１５は、燃焼室５の吸気弁６側の側部に位置し、平面図上において図示せぬピストンピンと直交する方向に沿って燃料を噴射するように配置されているとともに、図５の断面図上において、斜め下方を指向して配置されている。但し、下方への傾斜角は比較的小さく、つまり水平に近い方向へ燃料を噴射する。
【００２３】
一方、ピストン３の頂部は、ペントルーフ型をなす燃焼室５天井面の凹部に入り込むように凸部形状をなしているとともに、その中央部に、平面図上において略矩形をなす凹部１６が形成されている。この凹部１６の底面１６ａは、タンブル流に沿うように、比較的大きな曲率半径の緩い円弧面ないしは円弧に近似した湾曲面をなしている。つまり、上記底面１６ａは、燃料噴射弁１５の噴霧中心線を含むピストンピンに直交する断面では、図５のように緩く湾曲した曲線となり、ピストンピン軸方向の断面では、一定深さの直線状となる。また、平面図上では、略矩形をなす凹部１６の一方の側に燃料噴射弁１５が臨み、他方の側の上方に点火プラグ１０が位置している。
【００２４】
ここで、本実施例では、ピストン３が上死点位置にあるときに、燃料噴射弁１５からの噴霧中心線を凹部１６の底面１６ａで幾何学的に反射させたときに、該噴霧中心線が点火プラグ１０の電極部１０ａを指向するように、三者の幾何学的な位置関係、つまり燃料噴射弁１５の位置や噴射方向、点火プラグ１０の電極部１０ａの位置、ピストン３における底面１６ａの高さ位置や湾曲形状、等が設定されている。
【００２５】
図７に示すように、この実施例の内燃機関は、例えば直列４気筒機関であり、各気筒の排気ポート９が接続された排気通路２１に、排気浄化用の触媒コンバータ２２が設けられており、その上流側に、酸素センサ等の空燃比センサ２３が配置されている。また、各気筒の吸気ポート７が接続された吸気通路２４は、その入口側に、制御信号により開閉される電子制御スロットル弁２５を備えている。上記排気通路２１と上記吸気通路２４との間には、排気還流通路２６が設けられており、その途中に、排気還流制御弁２７が介装されている。また、各気筒のタンブル制御弁１２は、ソレノイドバルブ２８を介して導入される吸入負圧により動作する負圧式タンブル制御アクチュエータ２９によって、一斉に開閉される構成となっている。
【００２６】
また、上記燃料噴射弁１５には、燃料ポンプ３１およびプレッシャレギュレータ３２によって所定圧力に調圧された燃料が、燃料ギャラリ３３を介して供給されている。従って、各気筒の燃料噴射弁１５が制御パルスにより開弁することで、その開弁期間に応じた量の燃料が噴射される。また、各気筒の点火プラグ１０は、イグニッションコイル３４に接続されている。
【００２７】
上記内燃機関の燃料噴射時期や噴射量、点火時期等は、コントロールユニット３５によって制御される。このコントロールユニット３５には、アクセルペダル踏み込み量を検出するアクセル開度センサ３０の検出信号や、クランク角センサ３６の検出信号、空燃比センサ２３の検出信号、冷却水温を検出する水温センサ３７の検出信号、等が入力されている。
【００２８】
上記のように構成された内燃機関においては、暖機が完了した後の状態、例えば冷却水温が８０℃を越えているときには、通常の成層燃焼運転および均質燃焼運転が行われる。すなわち、低速低負荷側の所定の領域では、通常の成層燃焼運転として、基本的にタンブル制御弁１２を閉じた状態の下で、圧縮行程の適宜な時期に燃料噴射が行われ、かつ圧縮上死点前の時期に点火が行われる。なお、この運転モードでは、圧縮上死点前に必ず燃料噴射が終了する。圧縮行程中にピストン３へ向けて噴射された燃料は、凹部１６に沿って旋回するタンブル流を利用して点火プラグ１０近傍へ集められ、ここで点火される。そのため、平均的な空燃比がリーンとなった成層燃焼が実現される。また、高速高負荷側の所定の領域では、通常の均質燃焼運転として、基本的にタンブル制御弁１２を開いた状態の下で、吸気行程中に燃料噴射が行われ、かつ圧縮上死点前のＭＢＴ点において点火が行われる。この場合は、燃料は筒内で均質な混合気となり、基本的に理論空燃比近傍で運転が行われる。
【００２９】
これに対し、内燃機関の冷却水温が８０℃以下のとき、つまり暖機が完了していない状態では、触媒コンバータ２２の活性化つまり温度上昇の促進とＨＣ排出量低減のために、上死点噴射運転とする。この上死点噴射運転では、前述した図１に示したように、噴射開始時期ＩＴＳが圧縮上死点（ＴＤＣ）前、噴射終了時期ＩＴＥが圧縮上死点（ＴＤＣ）後となり、圧縮上死点を跨いで燃料噴射が行われる。点火時期ＡＤＶは、圧縮上死点（ＴＤＣ）後となり、噴射開始時期ＩＴＳから１５°ＣＡ〜２０°ＣＡ遅れた時期に点火される。この遅れ期間の間に、ピストン３で反射した燃料噴霧がちょうど点火プラグ１０付近に到達し、点火プラグ１０付近に可燃混合気を形成するので、確実に着火燃焼に至り、成層燃焼が行われる。このとき、燃料噴射量は、平均的な空燃比が理論空燃比となるように制御される。
【００３０】
本実施例では、上記の燃料噴射時期は、噴射開始時期ＩＴＳが所定のクランク角となるように制御され、噴射終了時期ＩＴＥは、この噴射開始時期ＩＴＳと燃料噴射量（噴射時間）とによって定まる。なお、燃料噴射期間における圧縮上死点前の期間と圧縮上死点後の期間とが等しくなるように、燃料噴射量に基づき、噴射開始時期ＩＴＳと噴射終了時期ＩＴＥとを求めるようにすることも可能である。
【００３１】
図８は、ピストン３が圧縮上死点位置にあるときの燃料噴射弁１５から噴射された燃料噴霧とピストン３や電極部１０ａとの位置関係を示している。図示するように、ピストン３はシリンダ２内で最も高い位置にあり、燃料噴射弁１５の噴孔は、ピストン３頂部の凹部１６底面１６ａに斜め方向から向かっている。このとき、燃料噴射弁１５から噴射された燃料噴霧は、底面１６ａに斜め方向から衝突して反射し、点火プラグ１０の電極部１０ａへ向かう。図の符号Ｆは、円錐形に拡がる噴霧の中心線を示しており、この噴霧中心線Ｆは、底面１６ａで反射して、電極部１０ａに達する。なお、本実施例では、図６のような平面図上で見た場合には、噴霧は細い扇形に拡がって電極部１０ａ側へ向かうことになる。
【００３２】
前述したように、圧縮上死点を跨いで燃料噴射を行うことにより、燃料噴射期間中、ピストン３の位置が殆ど変化しないことから、図８に示した位置関係が極端に崩れることなく維持される。従って、点火プラグ１０付近に所期の可燃混合気を確実に形成することができる。好ましくは、噴射開始時期ＩＴＳと噴射終了時期ＩＴＥとが上死点ＴＤＣを挟んで対称となるように、つまり燃料噴射期間における圧縮上死点前の期間と圧縮上死点後の期間とが等しくなるように制御すれば、燃料噴射期間の中でのピストン３の位置変化が最小となる。
【００３３】
なお、上記プレッシャレギュレータ３２によって調圧される燃圧を、上記の上死点噴射運転の間、通常の成層燃焼運転や均質燃焼運転のときよりも相対的に高く与えるようにしてもよく、このようにすれば、噴霧の貫徹力によってより確実に底面１６ａで反射するようになり、ピストン３に付着する燃料の割合がより少なくなる。また同時に燃料噴射期間が短縮され、その間のピストン３の位置変化がさらに小さくなる。
【００３４】
このように、内燃機関の暖機が完了していない冷機時に圧縮上死点を跨いで燃料噴射を行うことで、ピストン３頂部の形状を利用して点火プラグ１０付近に所期の可燃混合気を確実に形成することができる。そして、前述したように、燃料が噴射される圧縮上死点付近での燃焼室内の場は、大きな流れの崩壊により噴霧を動かしてしまうような大きな流れが存在せず、かつ大きな流れの崩壊に伴い、燃焼を活発化させる微小な乱れが多く存在し、しかも、ピストンの動きに対し非常に安定した場となる。従って、圧縮上死点を跨いで燃料噴射を行い、かつ点火時期を圧縮上死点よりも遅らせることで、点火時期の大幅な遅角と燃焼安定度の確保とを両立させることが可能となり、排気ガス温度の十分な昇温とＨＣ排出量低減とを達成できる。
【００３５】
なお、凹部１６の底面１６ａの湾曲形状を、ピストン３が上死点位置にあるときに、燃料噴射弁１５の噴孔部および点火プラグ１０の電極部１０ａをそれぞれ焦点とする楕円形に沿った形状とすることもでき、この場合には、噴霧中心線Ｆの外側に拡がった噴霧も、電極部１０ａへ向けて反射するようになる。さらに、凹部１６の立体的な形状を、上記の楕円形を回転させた所謂楕円体に沿った形状とすれば、平面図上で見たときにも、噴孔部から拡がっていく噴霧が、反射して電極部１０ａへ集中するものとなる。
【００３６】
次に、図９は、この発明の異なる実施例を示している。この実施例では、凹部１６の底面１６ａの湾曲形状が前述した実施例とは異なっており、ピストン３が圧縮上死点位置にあるときに燃料噴射弁１５から噴射された燃料噴霧が底面１６ａに滑らかに沿って進み、点火プラグ１０の電極部１０ａへ案内されるように構成されている。つまり、この実施例では、燃料噴射弁側の底面１６ａの湾曲形状が燃料噴霧の進行方向にほぼ一致しているので、燃料噴霧ｆがピストン３の底面１６ａに衝突して反射するのではなく、該底面１６ａの湾曲形状に沿いつつ進行して、電極部１０ａへ向かうようになっている。このような構成においても、圧縮上死点を跨ぐ期間に燃料噴射を行うことにより、ピストン３との位置関係が安定したものとなるため、点火プラグ１０付近に所期の可燃混合気を確実に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の燃料噴射期間および点火時期の一例を示した特性図。
【図２】サイクル中のピストン位置変化量と体積変化量の特性図。
【図３】大きな流れのサイクル中の変化を示す特性図。
【図４】微小な乱れのサイクル中の変化を示す特性図。
【図５】筒内直接噴射式火花点火内燃機関の一実施例を示す断面図。
【図６】同じく平面図。
【図７】この内燃機関全体のシステム構成を示す構成説明図。
【図８】圧縮上死点で噴射された燃料噴霧とピストン等との位置関係を示す説明図。
【図９】異なる実施例を示す図８と同様の説明図。
【符号の説明】
【００３８】
３…ピストン
５…燃焼室
１０…点火プラグ
１５…燃料噴射弁
１６…凹部
１６ａ…底面  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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