JPH01117951A

JPH01117951A - エンジンの燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH01117951A
Application number: JP27670287A
Authority: JP
Inventors: Hideki Tanaka; 英樹田中
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-10-30
Filing date: 1987-10-30
Publication date: 1989-05-10

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はエンジンの燃料噴射装置に関し、とくにエンジ
ン負荷に応じた噴射時期の制御に関するものである。

（従来技術）従来、燃料噴射弁からの燃料噴射時期をエンジン負荷に
応じて制御するようにしたものとしては、例えば特公昭
５２−２８１７３号公報に示されるように、エンジンの
低負荷時にはいわゆる成層化のため噴射時期を吸気行程
中（例えば吸気行程初期）とし、高負荷時には噴射時期
を吸気行程外の適当な時期としたものがある。このよう
な装置は、低負荷時に燃料を点火プラグまわりに多く偏
在させることによって稀薄燃焼を図り、高負荷時には燃
料を燃焼室全体に分散させて空気利用率を高めようとし
たものである。

ところが、このように噴射時期を制御すると、低負荷時
には、燃料噴射弁から噴射された燃料が即時的に燃焼室
に送込まれることにより、燃料の霧化、気化が充分に行
なわれにくくなる。とくにシリンダのボア系に対してビ
ストンストロークが小さいショートストロークエンジン
では、吸気流速が低いためこのような傾向が顕著となり
、却って燃焼安定性が低下し易くなる。一方、高負荷時
には、燃料が＠射されてから吸気行程となるまでに吸気
通路内で燃料が気化して膨張することにより、吸気が開
始されたときに上記の膨張した燃料が吸気流入の妨げと
なり、吸気充填量が低下し易くなるという問題があった
。

（発明の目的）本発明は上記の事情に鑑み、低負荷時には燃料の霧化、
気化を促進して燃焼安定性を改善し、高負荷時には吸気
充填量を高めてエンジン出力を向上することができるエ
ンジンの燃料噴射装置を提供するものである。

（発明の構成）本発明のエンジンの燃料噴射装置は、吸気通路に設けら
れた燃料噴射弁と、この燃料噴射弁からの燃料噴射時期
を設定された時期に制御する１ｎ１１時期制御手段と、
１ンジンの負荷を検出する検出手段と、この検出手段の
出力に応じ、上記燃料噴射時期を低負荷時には吸気行程
外、高負荷時には吸気行程中とするように設定する噴射
時ｆｆＩ設定手段とを備えたものである。

この構成により、低負荷時には、燃料が噴射されてから
吸気が行なわれるまでの間に霧化、気化のための時間が
稼がれ、高負荷時には、′吸気通路内で燃料が気化によ
り膨張して吸気流入の妨げとなるということが防止され
る。

（実施例）第１図および第２図は本発明の一実施例を示し、これら
の図において、エンジン１の各シリンダ内の燃焼室２に
は吸気ボートおよび排気ポー１−が開口し、図に示す例
では２個の吸気ボート３．４および２個の排気ボート５
．６が燃焼室２に開口している。この各吸気ボートおよ
び各排気ポートは吸気弁７，８および排気弁９，１０に
よりそれぞれ所定のタイミングで開閉されるようになっ
ている。上記各吸気ボート３．４には吸気通路１１が連
通し、各排気ポート５，６には排気通路１２が連通して
いる。

上記吸気通路１１には、制御弁１３を備えた主吸気通路
１１ａと、上記制御弁１３をバイパスする補助吸気通路
１１ｂとが形成されている。上記主吸気通路１１ａはそ
の下流端部が二叉に分岐口で上記各吸気ボート３．４に
通じ、補助吸気通路１１ｂは上流端が制御弁１３より上
流の主吸気通路１１ａ下面に開口し、下流端が一方の吸
気ボート３の近傍で主吸気通路１１ａに開口している。

そし°て、１ンジン負荷が低いときは、上記制御弁１３
が閉じられ、吸気が補助吸気通路１１ｂを通って燃焼室
２に供給されることにより、吸気流速が高められるとと
もにスワールが生成される。また、エンジン負荷が高い
ときは、上記制御弁１３が開かれることにより、吸気が
主吸気通路１１ａと補助吸気通路１１ｂの双方を通って
燃焼室２に供給されるようになっている。

上記制御弁１３より下流の主吸気通路１１ａには燃料噴
射弁１５が設けられており、この燃料噴射弁１５は、各
吸気ボート３．４に向けてｍｕを噴射するように噴口が
形成されている。また、上流側の吸気通路１１には、ア
クセル操作に応じて開度が変化するスロットル弁１６が
設けられている。

上記燃料噴射弁１５からの燃料噴射看および噴射時期は
、？イクロコンビｌ−夕等を用いたコントロールユニッ
ト２０により％ｌｌｌ１ｌされる。このコントロールユ
ニット２０には、スロットル開度センサ２１からのスロ
ットル開度検出信号、クランク角センサ２２からのクラ
ンク角信号（一定クランク角毎の信号）２３および丁Ｄ
Ｃ信号（特定気筒の上死点を示す基準信号）２４、エア
７０−メータ２５からの吸気量検出信号、回転数センサ
２６からのエンジン回転数検出信号等が入力されている
。そしてコントロールユニット２０は、上記エアフロー
メータ２５および回転数センサ２６等からの検出信号に
応じて燃料噴ｔ１４ｍを演算するー・方、エンジン負荷
に応じた噴射時期の設定、制御を行うようになっている
。当実施例では、上記スロットル開度センサ２１を負荷
検出手段として用い、エンジン負荷に相当するスロット
ル開度検出信号を比較手段２７により基準値と比較し、
その比較結果に応じて噴射時期設定手段２８により、噴
射時期を低負荷時には吸気行程外、高負荷時には吸気行
程中とするように設定し、この設定に基づいて噴射時Ｗ
１ｆＩ１１御手段２９により、噴射開始時期となったと
きに噴射パルスを燃料ｗＡ躬弁１５に出力するようにし
ている。

第３図は噴射時期が吸気行程外に設定される領域と吸気
行程中に設定される領域とを示している。

この図のように当実施例では、ヒステリシスをもたせて
制御のハンチングを防止するため、スロットル開度につ
いての負荷上昇時用の基準値”「０と、これより−・定
値だけ小さい負荷低下時用の基準値Ｔ１とを設定し、負
荷上昇時には基準値−「０を境とし、負荷低下時には基
準値ｒ１を境として、それよりスロットル開度が小さい
低負荷域を吸気行程外で噴射する領域とし、それよりス
ロットル開度が大きい領域を吸気行程中に噴射する領域
としている。第４図は負荷に応じて設定される２種類の
噴射時期を示しており、低負荷時における燃料噴射３１
は吸気行程よりも前に行われ、高負荷時における燃料噴
射３２は吸気弁が間゛状態３３にある吸気行程中に行な
われるように、それぞれの噴射開始時期θｇｉ、θｓｉ
が設定されている。

第５図は上記コントロールユニット２０による燃料噴射
時期のυｆｌｉｔをフローチャートで示している。この
フローチャートでは、まずステップＳ１でスロットル開
度センサ２１からのスロットル間度信ＳＴａとクランク
角センサ２２がらのＴＤＣ信号およびクランク角信号を
入力する。

次にステップ８２〜Ｓ８により、噴射時＋ｆｆ１設定手
段２８としての処理を行う。すなわち、ステップＳ２で
スロットル開度Ｔ　ａが基準値−ｒｏより大きい゛か否
かを調べ、基準値Ｔｏより大きい高負荷時には、ステッ
プＳ３で７ラグＦＬＧを１とするとともに、ステップＳ
４で、噴ＩＪＩ開始時期θＣを吸気行程中の時期θｓｉ
Ｇ、：設定する。ステップＳ２での判定がＮＯのときは
ステップＳ５でスロットル開度Ｔ　ａが基準値−［１よ
り小さいが否かを調べ、基準値下１より小さい低負荷時
には、ステップＳ６でフラグＦＬＧをＯとするとともに
、ステップＳ７で、噴射開始時期θＣを吸気行程外の時
期θｇｉに設定する。また、ステップＳ２　、Ｓ５の判
定がともにＮＯのとき、つまりスロットル開度ＴａがＴ
１からＴｏまでのヒステリシス領域にあるときは、ステ
ップ＄８でフラグＦＬＧが１が否かを調べることにより
、低負荷側から上記領域に入ったか高角向側から上記領
域に入ったかを調べる。

そして、フラグＦＬＧが１のときはステップＳ４による
噴射開始時期の設定を行い、フラグＦＬＧが０のときは
ステップＳ７による噴射開始時期の設定を行う。

次にステップ８９〜Ｓｔ２により、噴射時期制御手段と
しての処理を行う。すなわち、ステップＳ９でクランク
角のカウンタ値θをＯとしてから、クランク角信号毎に
上記カウンタ値θをインクリメントして、カウンタ値θ
がステップＳ４またはステップＳ７で設定された噴射開
始時期θＣに達するまで待つ（ステップＳ１０，５１１
）。そして、噴射開始時期に達すれば、燃料噴射弁１５
に噴射信号を出力して燃料噴射弁１５を駆動する（ステ
ップ５ｔ２）。

以上のような当実施例の燃料噴射装置によると、スロッ
トル開度が基準（１丁０または丁１よりも小さい低負荷
時には、燃料噴射時期が吸気行程外（第４図中の符号３
１）とされることにより、燃料が噴射されてから燃焼室
２に送りこまれるまでの間の時間が稼がれ、この間に、
吸気弁７，８からの受熱等によって吸気６通路内で燃料
の気化および霧化が促進される。これにより、吸気量お
よび燃料噴射ｌが少ない低負荷時にも燃焼安定性が高め
られる。この場合に、吸気系を前述の第１図および第２
図に示した横道としておけば、吸気弁が開かれて混合気
が導入されるときのスワールによっても霧化、気化が促
進されて燃焼安定性がより、−層高められることとなる
。

一方、スロットル開度が基準値下０または丁１よりも大
きい吊負荷時には、燃料噴射時期が吸気行程中（第４図
中の符号３２）とされることにより、噴射された燃料が
即座に燃焼室２に供給される。この場合、高負荷時には
吸気量が多いため、霧化、気化不良による燃焼性の悪化
というような問題は生じない。そして、このように噴射
された燃料が即座に燃焼室２に送り込まれることにより
、吸気通路内での燃料が気化膨張が抑えられ、吸気流入
が妨げられることがなく、充填量が高められることとな
る。

なお、上記実施例では、エンジン負荷の検出手段として
スロットル開度センサ２１を用いているが、スロットル
開度の検出に変えて吸気負圧、吸気量等を検出するよう
にしてもよい。また、本発明の燃料噴射装置が適用され
るエンジンおよびその吸気系の構造はＦ記実施例に示す
ものに限定されないが、とくに本来的に吸気流速が遅い
ショートストロークエンジンに適用した場合に、低負荷
時の燃焼安定性の改善等に大きな効果をもたらす。

（発明の効果）以上のように本発明は、燃料噴射弁からの燃料の噴射時
期を低負荷時には吸気行程外、高負荷時には吸気行程中
とじ°ているため、吸気量が少ない低負荷時には、吸気
が行なわれるまでに燃料の霧化、気化のための時間を稼
ぐことができて、これにより燃焼安定性を高めることが
できる一方、高負荷時には、吸気通路内での燃料の気化
膨張を抑えることによって充填量を高め、エンジン出力
を向上することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は吸気
通路構造を示す概略平面図、第３図【ま燃料噴射時期を
吸気行程外とする領域と吸気行程中とする領域とを示す
説明図、第４図は噴射時期設定手段により設定される２
種類の噴射時期を示す説明図、第５図は噴射時期の制御
についてのノロ−チャートである。１・・・エンジン、１１・・・吸気通路、１５・・・燃
料噴射弁、２０・・・コントロールユニット、２１・・
・スロットル開度センサ、２８・・・噴射時期設定手段
、２９・・・噴射時期制御手段。特許出願人　　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　
人　　　　　　弁理士　　小書　悦司同　　　　　　　
　弁理士　　長１）　正向　　　　　　　　弁理士　　
板書　康夫第　　３　　図スロ１，７ト１し開ノ１第　　４　　図クランク周− 第５図

Claims

【特許請求の範囲】

１、吸気通路に設けられた燃料噴射弁と、この燃料噴射
弁からの燃料噴射時期を設定された時期に制御する噴射
時期制御手段と、エンジンの負荷を検出する検出手段と
、この検出手段の出力に応じ、上記燃料噴射時期を低負
荷時には吸気行程外、高負荷時には吸気行程中とするよ
うに設定する噴射時期設定手段とを備えたことを特徴と
するエンジンの燃料噴射装置。