JPH05288095A - 内燃機関の燃料噴射時期制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃料噴射時期制御装置Info
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- JPH05288095A JPH05288095A JP4085674A JP8567492A JPH05288095A JP H05288095 A JPH05288095 A JP H05288095A JP 4085674 A JP4085674 A JP 4085674A JP 8567492 A JP8567492 A JP 8567492A JP H05288095 A JPH05288095 A JP H05288095A
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- Japan
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- intake
- fuel injection
- fuel
- valve
- control valve
- Prior art date
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- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D2041/0015—Controlling intake air for engines with means for controlling swirl or tumble flow, e.g. by using swirl valves
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 吸気スワールを生成させる吸気制御弁を備
え、スワールポートとストレートポートとに燃料噴射を
行う内燃機関のストレートポート側に噴射された燃料の
吸気通路壁面付着を防止する。 【構成】 スワールポート12aとストレートポート1
2bとに燃料噴射弁26から燃料噴射を行う。燃料噴射
弁26下流側の隔壁28には両ポート12a,12bを
連通する連通路27を設け、吸気制御弁32閉弁時にス
トレートポート側に噴射された燃料を、連通路27を通
ってスワールポート側からストレートポート側へ流れる
気流により微粒化する。壁面付着防止のため燃料噴射は
この気流速度が過大になる前に終了させる必要がある
が、この気流速度は吸気制御弁32の閉弁時漏れ空気量
により変化する。このため、制御回路(ECU)50は
スロットル弁22開度、エンジン回転数、吸入空気量等
から上記漏れ空気量を求め、燃料噴射時期を調節して燃
料壁面付着を防止する。
え、スワールポートとストレートポートとに燃料噴射を
行う内燃機関のストレートポート側に噴射された燃料の
吸気通路壁面付着を防止する。 【構成】 スワールポート12aとストレートポート1
2bとに燃料噴射弁26から燃料噴射を行う。燃料噴射
弁26下流側の隔壁28には両ポート12a,12bを
連通する連通路27を設け、吸気制御弁32閉弁時にス
トレートポート側に噴射された燃料を、連通路27を通
ってスワールポート側からストレートポート側へ流れる
気流により微粒化する。壁面付着防止のため燃料噴射は
この気流速度が過大になる前に終了させる必要がある
が、この気流速度は吸気制御弁32の閉弁時漏れ空気量
により変化する。このため、制御回路(ECU)50は
スロットル弁22開度、エンジン回転数、吸入空気量等
から上記漏れ空気量を求め、燃料噴射時期を調節して燃
料壁面付着を防止する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスワール吸気ポートとス
トレート吸気ポートと吸気制御弁とを備えた燃料噴射式
内燃機関の燃料噴射時期制御装置に関する。
トレート吸気ポートと吸気制御弁とを備えた燃料噴射式
内燃機関の燃料噴射時期制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】各気筒の吸気弁にスワールポートとスト
レートポートとを設け、機関負荷に応じて吸気制御弁に
よりストレートポート側吸気通路を開閉するようにした
エンジンが知られている。この吸気制御弁は負荷状態に
応じてエンジンをリーン空燃比とリッチ空燃比とに切換
えて運転する目的で設けられ、例えばエンジンの低負
荷、低回転時には吸気制御弁を閉じてストレートポート
側の吸気通路を閉塞すると共に燃料噴射量と点火時期と
を切り換えてリーン空燃比運転を行うようになってい
る。
レートポートとを設け、機関負荷に応じて吸気制御弁に
よりストレートポート側吸気通路を開閉するようにした
エンジンが知られている。この吸気制御弁は負荷状態に
応じてエンジンをリーン空燃比とリッチ空燃比とに切換
えて運転する目的で設けられ、例えばエンジンの低負
荷、低回転時には吸気制御弁を閉じてストレートポート
側の吸気通路を閉塞すると共に燃料噴射量と点火時期と
を切り換えてリーン空燃比運転を行うようになってい
る。
【0003】上記吸気制御弁を閉じて新気の大部分をス
ワールポートから気筒内に流入させ、燃焼室に混合気の
強力なスワールを発生させることによりリーン空燃比に
おいても安定した燃焼を達成して燃費を低減することが
できる。一方、エンジンの高負荷高回転時には、前記吸
気制御弁を開放し、気筒への吸気量を増大させ、吸気制
御弁の開放動作に応じて燃料噴射量と点火時期とをリッ
チ空燃比(若しくは理論空燃比)側に切り換えることに
より機関の高出力を確保することが可能である。
ワールポートから気筒内に流入させ、燃焼室に混合気の
強力なスワールを発生させることによりリーン空燃比に
おいても安定した燃焼を達成して燃費を低減することが
できる。一方、エンジンの高負荷高回転時には、前記吸
気制御弁を開放し、気筒への吸気量を増大させ、吸気制
御弁の開放動作に応じて燃料噴射量と点火時期とをリッ
チ空燃比(若しくは理論空燃比)側に切り換えることに
より機関の高出力を確保することが可能である。
【0004】吸気制御弁を備えたエンジンでは燃料噴射
弁の配置や燃料噴射方法について種々の考慮がなされて
いる。混合気の空燃比リーン側限界の拡大と過渡時の応
答性向上のためには一般に吸気弁開弁時期に同期してス
ワールポートとストレートポートとの両方に燃料噴射を
行うことが有効である。この種のエンジンとしては本願
出願人により実開昭61−147336号公報に開示さ
れたものがある。同公報に記載のエンジンでは、吸気通
路をストレートポート側とスワールポート側とに仕切る
隔壁に、両方のポートへ向けてそれぞれ開口する2つの
噴射口を有する燃料噴射弁を配置し、単一の燃料噴射弁
で両方のポートに燃料噴射を行なうことにより各ポート
に個別に燃料噴射弁を設けたのと同様の効果を得てい
る。
弁の配置や燃料噴射方法について種々の考慮がなされて
いる。混合気の空燃比リーン側限界の拡大と過渡時の応
答性向上のためには一般に吸気弁開弁時期に同期してス
ワールポートとストレートポートとの両方に燃料噴射を
行うことが有効である。この種のエンジンとしては本願
出願人により実開昭61−147336号公報に開示さ
れたものがある。同公報に記載のエンジンでは、吸気通
路をストレートポート側とスワールポート側とに仕切る
隔壁に、両方のポートへ向けてそれぞれ開口する2つの
噴射口を有する燃料噴射弁を配置し、単一の燃料噴射弁
で両方のポートに燃料噴射を行なうことにより各ポート
に個別に燃料噴射弁を設けたのと同様の効果を得てい
る。
【0005】また、上記実開昭61−147336号公
報の装置のようにスワールポートとストレートポートと
の両方に燃料噴射を行う場合、燃料噴射弁直下流の隔壁
に両ポートの吸気通路を結ぶ連通路を設けることが燃料
の微粒化を向上する上で必要であることがわかってい
る。すなわち、燃料噴射弁から吸気弁開弁時期に同期し
て噴射された燃料は通常、吸気通路を流れる吸気流によ
り微粒化され燃焼室内に流入するが、吸気制御弁閉弁中
はストレートポート側吸気通路を流れる吸気流が低下し
ている。このため、吸気制御弁閉弁中にストレートポー
ト側に噴射された燃料は微粒化されないまま燃焼室内に
流入し、排気中のNOx増大を生じることになる。従っ
て上記連通路を設け、吸気制御弁閉弁時に、スワールポ
ート側からこの連通路を通って低圧のストレートポート
に流入する気流を生じさせ、この気流によりストレート
ポート側に噴射された燃料を微粒化することが必要とな
るのである。しかし、この連通路を通る気流速度が過大
であるとストレートポート側に噴射された燃料は充分に
微粒化されないまま連通路を通る気流に流され、ストレ
ートポート側吸気通路の連通路に対向する壁面に衝突、
付着する問題を生じる。この付着燃料は壁面を流下して
液状のまま燃焼室に流入するため、却って排気中のNO
x量が増大してしまう。
報の装置のようにスワールポートとストレートポートと
の両方に燃料噴射を行う場合、燃料噴射弁直下流の隔壁
に両ポートの吸気通路を結ぶ連通路を設けることが燃料
の微粒化を向上する上で必要であることがわかってい
る。すなわち、燃料噴射弁から吸気弁開弁時期に同期し
て噴射された燃料は通常、吸気通路を流れる吸気流によ
り微粒化され燃焼室内に流入するが、吸気制御弁閉弁中
はストレートポート側吸気通路を流れる吸気流が低下し
ている。このため、吸気制御弁閉弁中にストレートポー
ト側に噴射された燃料は微粒化されないまま燃焼室内に
流入し、排気中のNOx増大を生じることになる。従っ
て上記連通路を設け、吸気制御弁閉弁時に、スワールポ
ート側からこの連通路を通って低圧のストレートポート
に流入する気流を生じさせ、この気流によりストレート
ポート側に噴射された燃料を微粒化することが必要とな
るのである。しかし、この連通路を通る気流速度が過大
であるとストレートポート側に噴射された燃料は充分に
微粒化されないまま連通路を通る気流に流され、ストレ
ートポート側吸気通路の連通路に対向する壁面に衝突、
付着する問題を生じる。この付着燃料は壁面を流下して
液状のまま燃焼室に流入するため、却って排気中のNO
x量が増大してしまう。
【0006】この問題を防止するため、通常、吸気制御
弁は閉弁状態でもある程度の漏れを生じるように、作ら
れており閉弁時にも吸気制御弁を通ってストレートポー
ト側に流入する気流を確保できるようになっている。こ
れにより吸気制御弁下流側の吸気通路が大きな負圧にな
ることが防止され、スワールポート側吸気通路との圧力
差を減少させることにより連通路を通る気流速度が低下
し、燃料の壁面付着が防止される。
弁は閉弁状態でもある程度の漏れを生じるように、作ら
れており閉弁時にも吸気制御弁を通ってストレートポー
ト側に流入する気流を確保できるようになっている。こ
れにより吸気制御弁下流側の吸気通路が大きな負圧にな
ることが防止され、スワールポート側吸気通路との圧力
差を減少させることにより連通路を通る気流速度が低下
し、燃料の壁面付着が防止される。
【0007】また、本願出願人は従前の出願で、燃料噴
射終了時期を吸気行程上死点後40度以前にすることに
より燃料の壁面付着を低減することを既に提案している
(特願平2−157702号)。連通路を通ってスワー
ルポート側からストレートポート側に流入する気流速度
は吸気弁開弁後、吸気行程が進行するにつれて増大し、
吸気行程上死点後40度付近で流速が急激に増大するこ
とが実験的に確認されている(図2参照)ため、各気筒
の燃料噴射を上死点後40度より前に完了させることに
より連通路を通る気流による噴射燃料の壁面付着を最小
にすることができる。
射終了時期を吸気行程上死点後40度以前にすることに
より燃料の壁面付着を低減することを既に提案している
(特願平2−157702号)。連通路を通ってスワー
ルポート側からストレートポート側に流入する気流速度
は吸気弁開弁後、吸気行程が進行するにつれて増大し、
吸気行程上死点後40度付近で流速が急激に増大するこ
とが実験的に確認されている(図2参照)ため、各気筒
の燃料噴射を上死点後40度より前に完了させることに
より連通路を通る気流による噴射燃料の壁面付着を最小
にすることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、連通路
を通ってスワールポート側からストレートポート側に流
入する気流速度は吸気制御弁の閉弁時の漏れ空気量によ
り変化する。しかし、吸気制御弁の漏れ空気量は経年的
に変化する場合があり一定ではない。例えばPCVによ
るブローバイガスの還流や、排気エミッション低減のた
めのEGR(排気再循環)を行ったような場合、排ガス
中の汚れ成分等が吸気制御弁弁体に付着してクリアラン
スの低下を生じるため漏れ空気量が減少する場合があ
る。
を通ってスワールポート側からストレートポート側に流
入する気流速度は吸気制御弁の閉弁時の漏れ空気量によ
り変化する。しかし、吸気制御弁の漏れ空気量は経年的
に変化する場合があり一定ではない。例えばPCVによ
るブローバイガスの還流や、排気エミッション低減のた
めのEGR(排気再循環)を行ったような場合、排ガス
中の汚れ成分等が吸気制御弁弁体に付着してクリアラン
スの低下を生じるため漏れ空気量が減少する場合があ
る。
【0009】従って使用開始時に連通路気流速度が適切
に設定されていてもその後、吸気制御弁の漏れ空気量の
減少により連通路気流速度が増大すると燃料の壁面付着
が生じる場合がある。また、前述の特願平2−1577
02号の装置のように、連通路を通る気流が最大流速に
達する前に燃料噴射を終了するようにしていても漏れ空
気量が減少すると、全体的に連通路を通る気流の流速が
増大するため最大流速に達しない状態でも噴射燃料の壁
面付着が生じるようになる場合がある。
に設定されていてもその後、吸気制御弁の漏れ空気量の
減少により連通路気流速度が増大すると燃料の壁面付着
が生じる場合がある。また、前述の特願平2−1577
02号の装置のように、連通路を通る気流が最大流速に
達する前に燃料噴射を終了するようにしていても漏れ空
気量が減少すると、全体的に連通路を通る気流の流速が
増大するため最大流速に達しない状態でも噴射燃料の壁
面付着が生じるようになる場合がある。
【0010】本発明は、上記問題に鑑み吸気制御弁の漏
れ空気量を検出し、この漏れ空気量に応じて燃料噴射時
期を制御することにより経年変化の影響を受けずに燃料
の壁面付着を効果的に防止できる内燃機関の燃料噴射時
期制御装置を提出することを目的としている。
れ空気量を検出し、この漏れ空気量に応じて燃料噴射時
期を制御することにより経年変化の影響を受けずに燃料
の壁面付着を効果的に防止できる内燃機関の燃料噴射時
期制御装置を提出することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段が図1に示される。図1において、内燃機関Aの
ストレートポートに続く吸気通路には吸気制御弁Bが設
けられている。また、漏れ空気量検出手段Dは吸気制御
弁B閉弁時に吸気制御弁Bを通って内燃機関Aに流入す
る漏れ空気量を検出し、噴射時期設定手段Eは検出され
た漏れ空気量に応じて燃料噴射終了時期を設定する。
の手段が図1に示される。図1において、内燃機関Aの
ストレートポートに続く吸気通路には吸気制御弁Bが設
けられている。また、漏れ空気量検出手段Dは吸気制御
弁B閉弁時に吸気制御弁Bを通って内燃機関Aに流入す
る漏れ空気量を検出し、噴射時期設定手段Eは検出され
た漏れ空気量に応じて燃料噴射終了時期を設定する。
【0012】制御手段Fは内燃機関の負荷条件に基づい
て燃料噴射量を決定すると共に燃料噴射弁Cを制御して
噴射時期設定手段Eの設定した燃料噴射終了時期に合わ
せて燃料噴射を終了させる。
て燃料噴射量を決定すると共に燃料噴射弁Cを制御して
噴射時期設定手段Eの設定した燃料噴射終了時期に合わ
せて燃料噴射を終了させる。
【0013】
【作用】本発明の作用は図2を用いて説明される。図2
は吸気制御弁閉弁時に隔壁連通路を通ってスワールポー
ト側からストレートポート側に流れる気流速度のクラン
ク軸回転角に対する変化を示したものである。図示のよ
うに気流速度は、クランク軸回転角の吸気行程上死点後
40度近辺で急激に増大する。
は吸気制御弁閉弁時に隔壁連通路を通ってスワールポー
ト側からストレートポート側に流れる気流速度のクラン
ク軸回転角に対する変化を示したものである。図示のよ
うに気流速度は、クランク軸回転角の吸気行程上死点後
40度近辺で急激に増大する。
【0014】従って燃料の壁面付着防止を図るためには
燃料噴射時期の初期設定は図2に区間Aで示すように連
通路気流速度が最大速度に到達する前に終了させる必要
がある。しかし、吸気制御弁の漏れ空気量が変化した場
合には、連通路気流速度は漏れ空気量に応じて変化す
る。例えば漏れ空気量が減少した場合には連通路気流速
度は図2に点線IIで示すように全体的に初期設定時の流
速Iより増加するため、初期設定時の燃料噴射時期(図
2、区間A)のままでは、燃料噴射時の連通路気流速度
が過大になり噴射燃料の壁面付着を生じることになる。
燃料噴射時期の初期設定は図2に区間Aで示すように連
通路気流速度が最大速度に到達する前に終了させる必要
がある。しかし、吸気制御弁の漏れ空気量が変化した場
合には、連通路気流速度は漏れ空気量に応じて変化す
る。例えば漏れ空気量が減少した場合には連通路気流速
度は図2に点線IIで示すように全体的に初期設定時の流
速Iより増加するため、初期設定時の燃料噴射時期(図
2、区間A)のままでは、燃料噴射時の連通路気流速度
が過大になり噴射燃料の壁面付着を生じることになる。
【0015】一方、反対に漏れ空気量が増加した場合に
は連通路気流速度は図2に点線IIIで示すように全体的
に低下してしまうため、初期設定時の燃料噴射時期のま
までは連通路気流速度の低下により噴射燃料の微粒化が
不充になる。本発明では、噴射時期設定手段Eは、漏れ
空気量検出手段Dの検出した漏れ空気量に応じて燃料噴
射終了時期を変更する。すなわち、漏れ空気量が少く、
連通路気流速度が大きい場合(点線II)には、燃料噴射
時期を初期設定(区間A)より早め、連通路気流速度が
過大になる前に燃料噴射を終了する(図2、区間B)。
これにより燃料の壁面付着が防止される。また、漏れ空
気量が多く連通路気流速度が低下している場合(点線II
I )には、逆に燃料噴射時期を遅らせて設定する(図
2、区間C)。これにより連通路気流速度が比較的高い
時期に燃料噴射が行われ、連通路を通る気流により噴射
燃料の微粒化が良好になる。
は連通路気流速度は図2に点線IIIで示すように全体的
に低下してしまうため、初期設定時の燃料噴射時期のま
までは連通路気流速度の低下により噴射燃料の微粒化が
不充になる。本発明では、噴射時期設定手段Eは、漏れ
空気量検出手段Dの検出した漏れ空気量に応じて燃料噴
射終了時期を変更する。すなわち、漏れ空気量が少く、
連通路気流速度が大きい場合(点線II)には、燃料噴射
時期を初期設定(区間A)より早め、連通路気流速度が
過大になる前に燃料噴射を終了する(図2、区間B)。
これにより燃料の壁面付着が防止される。また、漏れ空
気量が多く連通路気流速度が低下している場合(点線II
I )には、逆に燃料噴射時期を遅らせて設定する(図
2、区間C)。これにより連通路気流速度が比較的高い
時期に燃料噴射が行われ、連通路を通る気流により噴射
燃料の微粒化が良好になる。
【0016】
【実施例】以下、添付図面を用いて本発明の実施例につ
いて説明する。図3は本発明の燃料噴射時期制御装置を
採用した内燃機の構造を示す略示図である。図におい
て、10はシリンダブロック、12は燃焼室、14は点
火プラグ、12a,12bは吸気ポートであり夫々の吸
気ポートと排気ポートには二つの吸気弁16a,16
b、二つの排気弁18a,18bが設けられた所謂4バ
ルブ構成を示している。第1の吸気ポート12aはヘリ
カル型であり、吸気スワールの形成に都合のよい形状に
構成されている。第2の吸気ポート12bはストレート
型である。
いて説明する。図3は本発明の燃料噴射時期制御装置を
採用した内燃機の構造を示す略示図である。図におい
て、10はシリンダブロック、12は燃焼室、14は点
火プラグ、12a,12bは吸気ポートであり夫々の吸
気ポートと排気ポートには二つの吸気弁16a,16
b、二つの排気弁18a,18bが設けられた所謂4バ
ルブ構成を示している。第1の吸気ポート12aはヘリ
カル型であり、吸気スワールの形成に都合のよい形状に
構成されている。第2の吸気ポート12bはストレート
型である。
【0017】ストレート型の吸気ポート12bに続く吸
気通路には蝶型弁としての吸気制御弁32が設けられて
おり、吸気制御弁32の閉鎖状態ではストレートポート
12b側の吸気通路には、吸気制御弁32周囲と吸気通
路壁面との間の隙間を通してのみ空気が導入される。吸
気制御弁32の閉鎖状態では吸気の大部分はヘリカルポ
ート12aからエンジンシリンダ内に流入し、シリンダ
内に吸気の強力なスワール(旋回流)が生成するため安
定した希薄混合気の燃焼が可能となる。吸気制御弁32
が開放されると双方の吸気ポート12a,12bより空
気の導入が行われ、吸気量が増大する。各気筒の吸気制
御弁32の弁軸にはレバー34が取付られ、このレバー
34はロッド36を介して負圧アクチュエータ38に連
結されている。負圧アクチュエータ38はダイヤフラム
40とスプリング41とから構成される。ダイヤフラム
40に負圧が印加されていないときは、スプリング41
の働きで、ダイヤフラム40は図の左方向に押され、吸
気制御弁32は開放位置をとる。ダイヤフラム40に負
圧が印加されると、ダイヤフラム40はスプリング41
に抗して右方向に引っ張られ、吸気制御弁32は吸気ポ
ート12bを閉鎖する位置をとる。
気通路には蝶型弁としての吸気制御弁32が設けられて
おり、吸気制御弁32の閉鎖状態ではストレートポート
12b側の吸気通路には、吸気制御弁32周囲と吸気通
路壁面との間の隙間を通してのみ空気が導入される。吸
気制御弁32の閉鎖状態では吸気の大部分はヘリカルポ
ート12aからエンジンシリンダ内に流入し、シリンダ
内に吸気の強力なスワール(旋回流)が生成するため安
定した希薄混合気の燃焼が可能となる。吸気制御弁32
が開放されると双方の吸気ポート12a,12bより空
気の導入が行われ、吸気量が増大する。各気筒の吸気制
御弁32の弁軸にはレバー34が取付られ、このレバー
34はロッド36を介して負圧アクチュエータ38に連
結されている。負圧アクチュエータ38はダイヤフラム
40とスプリング41とから構成される。ダイヤフラム
40に負圧が印加されていないときは、スプリング41
の働きで、ダイヤフラム40は図の左方向に押され、吸
気制御弁32は開放位置をとる。ダイヤフラム40に負
圧が印加されると、ダイヤフラム40はスプリング41
に抗して右方向に引っ張られ、吸気制御弁32は吸気ポ
ート12bを閉鎖する位置をとる。
【0018】ダイヤフラム40は電磁三方切換弁44を
介して負圧タンク45に接続されている。また負圧タン
ク45はチェック弁を介して吸気管20のスロットル弁
22下流側に設けた負圧取出ポート24に接続されてい
る。チェック弁46はダイヤフラム40に加わる負圧を
保持するものである。切替弁44は3つのポート44
a,44b,44cを具備しており、除電時はポート4
4aと44bとが連通されてダイヤフラム40は負圧ポ
ート24に連通され、通電時はポート44aと44cと
が連通され、ダイヤフラム40は大気に連通される。
介して負圧タンク45に接続されている。また負圧タン
ク45はチェック弁を介して吸気管20のスロットル弁
22下流側に設けた負圧取出ポート24に接続されてい
る。チェック弁46はダイヤフラム40に加わる負圧を
保持するものである。切替弁44は3つのポート44
a,44b,44cを具備しており、除電時はポート4
4aと44bとが連通されてダイヤフラム40は負圧ポ
ート24に連通され、通電時はポート44aと44cと
が連通され、ダイヤフラム40は大気に連通される。
【0019】また、ヘリカル型吸気ポート12aとスト
レート型吸気ポート12bとを仕切る隔壁28には燃料
噴射弁26が配置されている。燃料噴射弁26は1つの
本体に2つの噴射口26a,26bを有し、噴射口26
a,26bはそれぞれヘリカル型吸気ポート12aの吸
気弁16aとストレート型吸気ポート12bの吸気弁1
6bの傘部背面を指向して設けられている。従って吸気
弁16a,16bの開弁時に噴射された燃料は、吸気弁
傘部背面に衝突して飛散し、微粒化してシリンダに吸入
されるため、燃焼室内に均一な混合気が形成される。
レート型吸気ポート12bとを仕切る隔壁28には燃料
噴射弁26が配置されている。燃料噴射弁26は1つの
本体に2つの噴射口26a,26bを有し、噴射口26
a,26bはそれぞれヘリカル型吸気ポート12aの吸
気弁16aとストレート型吸気ポート12bの吸気弁1
6bの傘部背面を指向して設けられている。従って吸気
弁16a,16bの開弁時に噴射された燃料は、吸気弁
傘部背面に衝突して飛散し、微粒化してシリンダに吸入
されるため、燃焼室内に均一な混合気が形成される。
【0020】燃料噴射弁26の噴射口26a,26b直
下流側の隔壁28にはヘリカル型ポート12aとストレ
ート型ポート12bとを連通する連通路27が設けられ
ている。前記吸気制御弁32の切替弁44と燃料噴射弁
26とはエンジンの制御回路50により駆動されてい
る。制御回路(ECU)50は、例えばマイクロコンピ
ュータシステムとして構成され、公知の方法で電磁弁4
4の切替時期や燃料噴射弁26の噴射時間(噴射量)を
制御する他に後述のように燃料噴射弁26の燃料噴射タ
イミングを制御している。この目的で制御回路(EC
U)50にはエンジンのディストリビュータに設けられ
たクランク角度センサ54,56からそれぞれクランク
軸回転角を表わすパルスG1とNEとが入力されてい
る。第1のクランク角度センサ54から発信されるパル
スG1は基準位置検出用であり、例えば機関第1シリン
ダが排気下死点に到達する毎に、クランク軸回転720
度に1回発信される。又、第2のクランク角度センサ5
6はクランク軸回転30度毎にパルスNEを発信する。
ECU50は単位時間当りのパルスNEの数をカウント
することにより機関回転数を算出する他、基準パルスG
1入力後のパルスNEの数をカウントすることによって
各シリンダ行程の位相を検知することができる。
下流側の隔壁28にはヘリカル型ポート12aとストレ
ート型ポート12bとを連通する連通路27が設けられ
ている。前記吸気制御弁32の切替弁44と燃料噴射弁
26とはエンジンの制御回路50により駆動されてい
る。制御回路(ECU)50は、例えばマイクロコンピ
ュータシステムとして構成され、公知の方法で電磁弁4
4の切替時期や燃料噴射弁26の噴射時間(噴射量)を
制御する他に後述のように燃料噴射弁26の燃料噴射タ
イミングを制御している。この目的で制御回路(EC
U)50にはエンジンのディストリビュータに設けられ
たクランク角度センサ54,56からそれぞれクランク
軸回転角を表わすパルスG1とNEとが入力されてい
る。第1のクランク角度センサ54から発信されるパル
スG1は基準位置検出用であり、例えば機関第1シリン
ダが排気下死点に到達する毎に、クランク軸回転720
度に1回発信される。又、第2のクランク角度センサ5
6はクランク軸回転30度毎にパルスNEを発信する。
ECU50は単位時間当りのパルスNEの数をカウント
することにより機関回転数を算出する他、基準パルスG
1入力後のパルスNEの数をカウントすることによって
各シリンダ行程の位相を検知することができる。
【0021】また、本実施例ではエンジン吸気管のスロ
ットル弁22には、スロットル開度センサ58が設けら
れスロットル弁開度TAに応じた信号をECU50に入
力している他、スロットル弁22の上流側吸気管にエア
フローメータ60とエンジン冷却水通路に冷却水温度セ
ンサ62とが設けられ、それぞれエンジン吸入空気量Q
とエンジン冷却水温度THWとに応じた信号をECU5
0に入力している。
ットル弁22には、スロットル開度センサ58が設けら
れスロットル弁開度TAに応じた信号をECU50に入
力している他、スロットル弁22の上流側吸気管にエア
フローメータ60とエンジン冷却水通路に冷却水温度セ
ンサ62とが設けられ、それぞれエンジン吸入空気量Q
とエンジン冷却水温度THWとに応じた信号をECU5
0に入力している。
【0022】本実施例ではECU50は運転条件に応じ
て燃料噴射時期を所定の設定時期に制御すると共に、前
述のように吸気制御弁32の漏れ空気量に応じて、上記
それぞれの設定時期を調節している。図4は、本実施例
の燃料噴射時期と連通路を通る気流速度変化との関係を
示す。
て燃料噴射時期を所定の設定時期に制御すると共に、前
述のように吸気制御弁32の漏れ空気量に応じて、上記
それぞれの設定時期を調節している。図4は、本実施例
の燃料噴射時期と連通路を通る気流速度変化との関係を
示す。
【0023】図4横軸は吸気上死点を基準にしたクラン
ク軸回転角を示し、横軸上部の曲線Vは連通路気流速度
のクランク回転角に対する変化を示している。また横軸
下側に符号IOで示したのは吸気弁が開弁している期間
である。本実施例では吸気制御弁閉弁時の燃料噴射時期
はエンジン運転条件に応じて図にA1,A2で示す区間
が選択されるようになっている。
ク軸回転角を示し、横軸上部の曲線Vは連通路気流速度
のクランク回転角に対する変化を示している。また横軸
下側に符号IOで示したのは吸気弁が開弁している期間
である。本実施例では吸気制御弁閉弁時の燃料噴射時期
はエンジン運転条件に応じて図にA1,A2で示す区間
が選択されるようになっている。
【0024】すなわち、エンジン冷間時には図4、区間
A1が選択され、燃料噴射は吸気行程初期に終了(図
4、a1)するようにされる。これにより吸気制御弁閉
弁時においても連通路気流速度が低い時期に燃料噴射が
終了し燃料の壁面付着が防止されると共に、吸気弁開弁
初期のシリンダ内高温既燃ガスの吸気ポートへの吹き返
しを利用して燃料の気化を促進することができる。
A1が選択され、燃料噴射は吸気行程初期に終了(図
4、a1)するようにされる。これにより吸気制御弁閉
弁時においても連通路気流速度が低い時期に燃料噴射が
終了し燃料の壁面付着が防止されると共に、吸気弁開弁
初期のシリンダ内高温既燃ガスの吸気ポートへの吹き返
しを利用して燃料の気化を促進することができる。
【0025】また、エンジン暖機完了後の吸気制御弁閉
弁時には図4、区間A2が選択され、燃料噴射は連通路
気流速度が最大になる上死点40度よりわずかに早く
(図4、a2)終了するようにされる。これにより噴射
燃料の壁面付着を防止しながら連通路を通る気流を利用
して燃料の微粒化を図ることができる。なお、図示して
いないが、暖機完了後の吸気制御弁の開弁運転時(高負
荷運転時)においては燃料噴射は吸気弁開弁期間の全域
にわたって行われる。この状態では連通路を通る気流は
存在しないが吸気制御弁が開弁しているためストレート
ポート側吸気通路にも吸気流が生じており、ストレート
ポート側に噴射された燃料はこの気流により微粒化され
シリンダ内に吸入される。このため、吸気行程全域で燃
料の気化による吸気冷却効果が得られ、吸気体積効率の
向上とノッキング防止とを図ることができる。
弁時には図4、区間A2が選択され、燃料噴射は連通路
気流速度が最大になる上死点40度よりわずかに早く
(図4、a2)終了するようにされる。これにより噴射
燃料の壁面付着を防止しながら連通路を通る気流を利用
して燃料の微粒化を図ることができる。なお、図示して
いないが、暖機完了後の吸気制御弁の開弁運転時(高負
荷運転時)においては燃料噴射は吸気弁開弁期間の全域
にわたって行われる。この状態では連通路を通る気流は
存在しないが吸気制御弁が開弁しているためストレート
ポート側吸気通路にも吸気流が生じており、ストレート
ポート側に噴射された燃料はこの気流により微粒化され
シリンダ内に吸入される。このため、吸気行程全域で燃
料の気化による吸気冷却効果が得られ、吸気体積効率の
向上とノッキング防止とを図ることができる。
【0026】また、本実施例では上述の燃料噴射終了時
期a1及びa2は吸気制御弁の漏れ空気量の変化に応じ
て調節されるようになっている。図5は上述の燃料噴射
終了時期の設定動作のフローチャートの一例を示す。本
ルーチンはECU50により一定クランク回転角毎(例
えば180度毎)に実行される。
期a1及びa2は吸気制御弁の漏れ空気量の変化に応じ
て調節されるようになっている。図5は上述の燃料噴射
終了時期の設定動作のフローチャートの一例を示す。本
ルーチンはECU50により一定クランク回転角毎(例
えば180度毎)に実行される。
【0027】図5でルーチンがスタートするとステップ
500ではエンジン冷却水温度THWが冷却水温度セン
サ62から、吸入空気量Qがエアフローメータ58か
ら、エンジン回転数Nがクランク回転角センサ56から
それぞれ読込まれる。次いでステップ502では冷却水
温度THWからエンジンが暖機状態にあるか否かが判断
される。本実施例ではTHW<40℃の場合にはエンジ
ンが冷間状態にあると判断され、ステップ504に進み
燃料噴射終了時期AINJENDが図4にa1で示した
冷間時の設定値と後述する吸気制御弁の漏れ空気量によ
る補正値KINJENDとの和として与えられる。これ
により燃料噴射時期は図4、区間A1に設定される。
500ではエンジン冷却水温度THWが冷却水温度セン
サ62から、吸入空気量Qがエアフローメータ58か
ら、エンジン回転数Nがクランク回転角センサ56から
それぞれ読込まれる。次いでステップ502では冷却水
温度THWからエンジンが暖機状態にあるか否かが判断
される。本実施例ではTHW<40℃の場合にはエンジ
ンが冷間状態にあると判断され、ステップ504に進み
燃料噴射終了時期AINJENDが図4にa1で示した
冷間時の設定値と後述する吸気制御弁の漏れ空気量によ
る補正値KINJENDとの和として与えられる。これ
により燃料噴射時期は図4、区間A1に設定される。
【0028】またステップ504でTHW≧40℃の場
合にはエンジンが暖機状態にあると判断されステップ5
06が実行される。ステップ506はエンジン負荷条件
の判定でありエンジン負荷を表わすパラメータとしてエ
ンジン1回転当りの吸入空気量Q/Nが所定値Kより小
さいか否かが判断される。ここでKの値は、吸気制御弁
が開弁する負荷にとられる。ステップ506でQ/N<
Kである場合は、すなわち暖機完了後の吸気制御弁閉弁
運転であるためステップ508に進み、燃料噴射終了時
期AINJENDは暖機後の設定値a2と漏れ空気量に
よる補正値KINJENDとの和として与えられる。こ
れにより燃料噴射時期は図4、区間A2に設定される。
また、ステップ506でQ/N≧Kである場合は、暖機
完了後の吸気制御弁開弁運転であるためAINJEND
は所定の設定値a3に設定され、漏れ空気量による補正
は行わない(ステップ510)。
合にはエンジンが暖機状態にあると判断されステップ5
06が実行される。ステップ506はエンジン負荷条件
の判定でありエンジン負荷を表わすパラメータとしてエ
ンジン1回転当りの吸入空気量Q/Nが所定値Kより小
さいか否かが判断される。ここでKの値は、吸気制御弁
が開弁する負荷にとられる。ステップ506でQ/N<
Kである場合は、すなわち暖機完了後の吸気制御弁閉弁
運転であるためステップ508に進み、燃料噴射終了時
期AINJENDは暖機後の設定値a2と漏れ空気量に
よる補正値KINJENDとの和として与えられる。こ
れにより燃料噴射時期は図4、区間A2に設定される。
また、ステップ506でQ/N≧Kである場合は、暖機
完了後の吸気制御弁開弁運転であるためAINJEND
は所定の設定値a3に設定され、漏れ空気量による補正
は行わない(ステップ510)。
【0029】燃料噴射終了時期AINJENDが図5の
ルーチンにより設定されるとECU50は設定された噴
射終了時期AINJENDに燃料噴射が終了するように
燃料噴射弁を制御する。すなわちECU50は設定され
た噴射終了時期AINJENDとエンジン回転数N及び
燃料噴射量(噴射時間)TIとから燃料噴射を開始すべ
きクランク角度を求め、行程基準点(排気下死点)から
上記噴射開始クランク角度までの所要時間TSをエンジ
ン回転数Nを基に計算する。
ルーチンにより設定されるとECU50は設定された噴
射終了時期AINJENDに燃料噴射が終了するように
燃料噴射弁を制御する。すなわちECU50は設定され
た噴射終了時期AINJENDとエンジン回転数N及び
燃料噴射量(噴射時間)TIとから燃料噴射を開始すべ
きクランク角度を求め、行程基準点(排気下死点)から
上記噴射開始クランク角度までの所要時間TSをエンジ
ン回転数Nを基に計算する。
【0030】次いでクランク角度センサ54,56の出
力G1,NEから気筒が行程基準点に達したことを検出
すると、その時から時間TS後にその気筒の燃料噴射を
開始し、時間TIだけ噴射を継続する。これにより各気
筒の燃料噴射は、設定時期AINJENDに終了するこ
とになる。次に、本実施例の漏れ空気量による燃料噴射
終了時期の補正値KINJENDの決定について説明す
る。前述のように連通路を通る気流の速度は漏れ空気量
が少い程高く、多い程低くなる。
力G1,NEから気筒が行程基準点に達したことを検出
すると、その時から時間TS後にその気筒の燃料噴射を
開始し、時間TIだけ噴射を継続する。これにより各気
筒の燃料噴射は、設定時期AINJENDに終了するこ
とになる。次に、本実施例の漏れ空気量による燃料噴射
終了時期の補正値KINJENDの決定について説明す
る。前述のように連通路を通る気流の速度は漏れ空気量
が少い程高く、多い程低くなる。
【0031】本実施例では図6に示すように吸気制御弁
の漏れ空気量Qmに対して略直線的にKINJENDを
変化させている。なお、図6にQmoで示したのは、エ
ンジン使用開始時の初期(基準)漏れ空気量である。図
6に示すようにKINJENDは漏れ空気量が減少する
につれて負の大きな値になるように設定されているた
め、漏れ空気量が減少するにつれてAINJENDの値
は小さく設定され、燃料噴射終了時期が早くなる。
の漏れ空気量Qmに対して略直線的にKINJENDを
変化させている。なお、図6にQmoで示したのは、エ
ンジン使用開始時の初期(基準)漏れ空気量である。図
6に示すようにKINJENDは漏れ空気量が減少する
につれて負の大きな値になるように設定されているた
め、漏れ空気量が減少するにつれてAINJENDの値
は小さく設定され、燃料噴射終了時期が早くなる。
【0032】次に、吸気制御弁からの漏れ空気量Qmの
算出方法について説明する。本実施例ではエンジン回転
数N、スロットル開度TA、エンジン1回転当りの吸入
空気量Q/Nを用いて漏れ空気量Qmを算出する。これ
らのパラメータと漏れ空気量Qmとは相関があり、例え
ば同じスロットル開度TAであっても漏れ量Qmが大き
い程吸気系の抵抗が小さいため吸入空気量が増大する。
このため、回転数Nと吸入空気量(負荷)Q/Nを一定
に保持した場合Qmが大きい程スロットル開度TAは小
さくなる。また同様に、回転数Nとスロットル開度TA
とを一定に保持した場合にはQmが大きい程吸入空気量
Q/Nは大きくなる。従ってエンジンの初期状態におい
て漏れ量Qmを種々に変化させてエンジン回転数N、ス
ロットル開度TA、吸入空気量Q/Nの関係を測定して
おくことによりこれらのパラメータからQmの経年変化
を算出することができる。
算出方法について説明する。本実施例ではエンジン回転
数N、スロットル開度TA、エンジン1回転当りの吸入
空気量Q/Nを用いて漏れ空気量Qmを算出する。これ
らのパラメータと漏れ空気量Qmとは相関があり、例え
ば同じスロットル開度TAであっても漏れ量Qmが大き
い程吸気系の抵抗が小さいため吸入空気量が増大する。
このため、回転数Nと吸入空気量(負荷)Q/Nを一定
に保持した場合Qmが大きい程スロットル開度TAは小
さくなる。また同様に、回転数Nとスロットル開度TA
とを一定に保持した場合にはQmが大きい程吸入空気量
Q/Nは大きくなる。従ってエンジンの初期状態におい
て漏れ量Qmを種々に変化させてエンジン回転数N、ス
ロットル開度TA、吸入空気量Q/Nの関係を測定して
おくことによりこれらのパラメータからQmの経年変化
を算出することができる。
【0033】図7は上記により補正量KINJENDを
算出するためのルーチンを示す。本ルーチンはECU5
0によりクランク軸一定回転角毎に実行される。図7に
おいてルーチンがスタートするとステップ700ではエ
ンジン回転数N、スロットル開度TA、吸入空気量Qが
それぞれクランク回転角センサ56、スロットルセンサ
60、エアフローメータ58からそれぞれ入力される。
次いでステップ702ではエンジン回転数N、スロット
ル開度TA、エンジン1回転当りの吸入空気量Q/Nと
から吸気制御弁の漏れ空気量Qmが算出される。
算出するためのルーチンを示す。本ルーチンはECU5
0によりクランク軸一定回転角毎に実行される。図7に
おいてルーチンがスタートするとステップ700ではエ
ンジン回転数N、スロットル開度TA、吸入空気量Qが
それぞれクランク回転角センサ56、スロットルセンサ
60、エアフローメータ58からそれぞれ入力される。
次いでステップ702ではエンジン回転数N、スロット
ル開度TA、エンジン1回転当りの吸入空気量Q/Nと
から吸気制御弁の漏れ空気量Qmが算出される。
【0034】QmとN,TA,Q/Nとの関係は予め実
測により求められ、マップの形でECU50に格納され
ている。次いでステップ704では上記により算出した
漏れ空気量Qmと基準漏れ空気量Qmoとを用いて図6
から燃料噴射終了時期の補正量KINJENDが求めら
れる。
測により求められ、マップの形でECU50に格納され
ている。次いでステップ704では上記により算出した
漏れ空気量Qmと基準漏れ空気量Qmoとを用いて図6
から燃料噴射終了時期の補正量KINJENDが求めら
れる。
【0035】これにより、燃料噴射時期は、吸気制御弁
の漏れ空気量Qmに応じて常に最適な値に設定される。
の漏れ空気量Qmに応じて常に最適な値に設定される。
【0036】
【発明の効果】本発明は、上述のように吸気制御弁閉弁
時の漏れ空気量を検出して、それに応じて燃料噴射時期
を調節するようにしたことにより、経年変化に影響され
ることなく常に最適な燃料噴射時期を設定でき、噴射燃
料の壁面付着防止と微粒化向上とを図ることができる。
時の漏れ空気量を検出して、それに応じて燃料噴射時期
を調節するようにしたことにより、経年変化に影響され
ることなく常に最適な燃料噴射時期を設定でき、噴射燃
料の壁面付着防止と微粒化向上とを図ることができる。
【図1】本発明の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の作用を説明する図である。
【図3】本発明の燃料噴射時期制御装置を適用するエン
ジンの実施例の構成略示図である。
ジンの実施例の構成略示図である。
【図4】図3の実施例における燃料噴射時期設定例を示
す図である。
す図である。
【図5】燃料噴射時期設定動作を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図6】漏れ空気量と燃料噴射終了時期補正量との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図7】漏れ空気量による燃料噴射終了時期の補正動作
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【符号の説明】 12a…スワールポート 12b…ストレートポート 16a,16b…吸気弁 22…スロットル弁 26…燃料噴射弁 27…連通路 28…隔壁 32…吸気制御弁 50…ECU 54,56…クランク回転角センサ 58…エアフローメータ 60…スロットルセンサ 62…冷却水温度センサ
Claims (1)
- 【請求項1】 スワールポートとストレートポートと、
機関低負荷時に前記ストレートポートに続く吸気通路を
閉塞する吸気制御弁と、前記スワールポートに続く吸気
通路と前記ストレートポートに続く吸気通路とを隔てる
隔壁の前記吸気制御弁下流位置に設けられると共に、前
記スワールポートとストレートポートとに向けて2方向
に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁の直下流
側隔壁に穿設され、前記両ポートに続く吸気通路を相互
に連通する連通路とを備えた内燃機関の燃料噴射時期制
御装置において、 前記吸気制御弁閉弁時の吸気制御弁からの漏れ空気量を
検出する漏れ空気量検出手段と、上記漏れ空気量に応じ
て前記燃料噴射弁からの燃料噴射終了時期を設定する噴
射時期設定手段と、上記設定時期に合わせて燃料噴射を
行う制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の燃
料噴射時期制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4085674A JPH05288095A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 内燃機関の燃料噴射時期制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4085674A JPH05288095A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 内燃機関の燃料噴射時期制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05288095A true JPH05288095A (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=13865381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4085674A Pending JPH05288095A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 内燃機関の燃料噴射時期制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05288095A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006283615A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関 |
| JP2015059456A (ja) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| US9222449B2 (en) | 2009-08-07 | 2015-12-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Spark ignition type internal combustion engine |
-
1992
- 1992-04-07 JP JP4085674A patent/JPH05288095A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006283615A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関 |
| US9222449B2 (en) | 2009-08-07 | 2015-12-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Spark ignition type internal combustion engine |
| DE112009005130B4 (de) | 2009-08-07 | 2018-10-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Brennkraftmaschine mit funkenzündung |
| JP2015059456A (ja) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
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