JPH10103117A - 筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置 - Google Patents
筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置Info
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- JPH10103117A JPH10103117A JP8256967A JP25696796A JPH10103117A JP H10103117 A JPH10103117 A JP H10103117A JP 8256967 A JP8256967 A JP 8256967A JP 25696796 A JP25696796 A JP 25696796A JP H10103117 A JPH10103117 A JP H10103117A
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- injection
- fuel
- engine
- compression stroke
- injection timing
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- 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
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- 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
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (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】 筒内噴射型エンジンにおいて、エンジンのク
ランキング中の着火、燃焼性を向上するとともに、クラ
ンキング後のエンジン回転数の立上がりおよびアイドル
状態への移行をスムーズに行わせ、始動性を向上する。 【解決手段】 燃焼室に対して点火プラグおよびインジ
ェクタ１２を臨設し、インジェクタ１２から燃料を燃焼
室内に直接噴射するようにした筒内噴射型エンジンにお
いて、吸気行程中に燃料を噴射する吸気行程噴射と圧縮
行程中に燃料を噴射する圧縮行程噴射とに噴射時期を変
更可能とする噴射時期調節手段２２と、エンジン始動時
においてクランキング開始からエンジン回転数が立ち上
がるまでの期間を吸気行程噴射とし、その後に圧縮行程
噴射に切換えるように、上記噴射時期調節手段を制御す
る制御手段２３とを設ける。
ランキング中の着火、燃焼性を向上するとともに、クラ
ンキング後のエンジン回転数の立上がりおよびアイドル
状態への移行をスムーズに行わせ、始動性を向上する。 【解決手段】 燃焼室に対して点火プラグおよびインジ
ェクタ１２を臨設し、インジェクタ１２から燃料を燃焼
室内に直接噴射するようにした筒内噴射型エンジンにお
いて、吸気行程中に燃料を噴射する吸気行程噴射と圧縮
行程中に燃料を噴射する圧縮行程噴射とに噴射時期を変
更可能とする噴射時期調節手段２２と、エンジン始動時
においてクランキング開始からエンジン回転数が立ち上
がるまでの期間を吸気行程噴射とし、その後に圧縮行程
噴射に切換えるように、上記噴射時期調節手段を制御す
る制御手段２３とを設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室に対して点
火プラグおよび燃料噴射弁を臨設した筒内噴射型エンジ
ンにおいて、上記燃料噴射弁からの燃料噴射時期の制御
を行う筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置に関
するものである。
火プラグおよび燃料噴射弁を臨設した筒内噴射型エンジ
ンにおいて、上記燃料噴射弁からの燃料噴射時期の制御
を行う筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、点火プラグにより点火が行わ
れる火花点火式エンジン（ガソリンエンジン）におい
て、燃料を燃焼室に直接噴射するように先端を燃焼室に
臨ませたインジェクタを設け、少なくともエンジンの低
速低負荷域で圧縮行程後期に上記インジェクタから燃料
を噴射させることにより、成層燃焼（混合気が点火プラ
グ回りに偏在する状態での燃焼）を行わせて燃費改善を
図るようにした筒内噴射型エンジンは知られている。
れる火花点火式エンジン（ガソリンエンジン）におい
て、燃料を燃焼室に直接噴射するように先端を燃焼室に
臨ませたインジェクタを設け、少なくともエンジンの低
速低負荷域で圧縮行程後期に上記インジェクタから燃料
を噴射させることにより、成層燃焼（混合気が点火プラ
グ回りに偏在する状態での燃焼）を行わせて燃費改善を
図るようにした筒内噴射型エンジンは知られている。
【０００３】この種のエンジンでは、インジェクタから
の燃料噴射時期を圧縮行程と吸気行程とに変更可能とし
て、圧縮行程噴射が行われた場合は成層燃焼、吸気行程
噴射が行われた場合は均一燃焼（燃焼室内に混合気を均
一に分散させた状態での燃焼）となるようにし、運転状
態に応じて圧縮行程噴射と吸気行程噴射とが使い分けら
れるようにすることも考えられている。
の燃料噴射時期を圧縮行程と吸気行程とに変更可能とし
て、圧縮行程噴射が行われた場合は成層燃焼、吸気行程
噴射が行われた場合は均一燃焼（燃焼室内に混合気を均
一に分散させた状態での燃焼）となるようにし、運転状
態に応じて圧縮行程噴射と吸気行程噴射とが使い分けら
れるようにすることも考えられている。
【０００４】とくにエンジン始動時の制御としては、例
えば特開昭６０−５６１４６号公報に示されるように、
クランキング中には圧縮行程噴射を行い、クランキング
後は吸気行程噴射を行うようにした装置が提案されてい
る。この装置は、クランキング中は成層化によって点火
プラグまわりがリッチの状態で点火を行わせようとし、
またクランキング後は点火プラグまわりの混合気が過剰
になることを避けてくすぶりを防止しようとするもので
ある。
えば特開昭６０−５６１４６号公報に示されるように、
クランキング中には圧縮行程噴射を行い、クランキング
後は吸気行程噴射を行うようにした装置が提案されてい
る。この装置は、クランキング中は成層化によって点火
プラグまわりがリッチの状態で点火を行わせようとし、
またクランキング後は点火プラグまわりの混合気が過剰
になることを避けてくすぶりを防止しようとするもので
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に示される従来装置のようにクランキング中に圧縮行
程噴射を行うと、クランキング中はエンジン回転数がき
わめて低く、かつ不安定に変動するため、噴射タイミン
グを精度良く制御することが困難であって、噴射タイミ
ングのずれにより噴射燃料が点火時期に点火プラグまわ
りに達していなかったり点火プラグを通り過ぎてしまっ
ていたりすることで着火不良を招き、始動性を悪化させ
るとともに、ＨＣ等の未燃ガスの排出量が増大するとい
った問題がある。
報に示される従来装置のようにクランキング中に圧縮行
程噴射を行うと、クランキング中はエンジン回転数がき
わめて低く、かつ不安定に変動するため、噴射タイミン
グを精度良く制御することが困難であって、噴射タイミ
ングのずれにより噴射燃料が点火時期に点火プラグまわ
りに達していなかったり点火プラグを通り過ぎてしまっ
ていたりすることで着火不良を招き、始動性を悪化させ
るとともに、ＨＣ等の未燃ガスの排出量が増大するとい
った問題がある。
【０００６】一方、クランキング後にエンジン回転数が
立上がってからアイドル回転数に移行するときに、上記
従来装置のように吸気行程噴射を行うと、シリンダ壁面
への燃料の付着が多くなるため、実質的に燃焼に寄与す
る燃料が少なくなってエンジン回転数の立上りにもたつ
きが生じる。また、このようなもたつきを抑制するため
にクランキング後に燃料の増量を行うと、ＨＣ等の未燃
ガスの排出量の増加を招くといった不都合がある。
立上がってからアイドル回転数に移行するときに、上記
従来装置のように吸気行程噴射を行うと、シリンダ壁面
への燃料の付着が多くなるため、実質的に燃焼に寄与す
る燃料が少なくなってエンジン回転数の立上りにもたつ
きが生じる。また、このようなもたつきを抑制するため
にクランキング後に燃料の増量を行うと、ＨＣ等の未燃
ガスの排出量の増加を招くといった不都合がある。
【０００７】本発明は、上記の事情に鑑み、エンジンの
クランキング中の着火、燃焼性を向上するとともに、ク
ランキング後のエンジン回転数の立上がりおよびアイド
ル状態への移行をスムーズに行わせることができる筒内
噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置を提供すること
を目的とする。
クランキング中の着火、燃焼性を向上するとともに、ク
ランキング後のエンジン回転数の立上がりおよびアイド
ル状態への移行をスムーズに行わせることができる筒内
噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、燃焼室に対して点火プラグおよび燃料噴
射弁を臨設し、この燃料噴射弁から燃料を燃焼室内に直
接噴射するようにした筒内噴射型エンジンにおいて、吸
気行程中に燃料を噴射する吸気行程噴射と圧縮行程中と
燃料を噴射する圧縮行程噴射とにわたって噴射時期を変
更可能とする噴射時期調節手段と、エンジン始動時にお
いてクランキング開始からエンジン回転数が立ち上がる
までの期間を吸気行程噴射とし、その後に圧縮行程噴射
に切換えるように、上記噴射時期調節手段を制御する制
御手段とを備えたものである。
に、本発明は、燃焼室に対して点火プラグおよび燃料噴
射弁を臨設し、この燃料噴射弁から燃料を燃焼室内に直
接噴射するようにした筒内噴射型エンジンにおいて、吸
気行程中に燃料を噴射する吸気行程噴射と圧縮行程中と
燃料を噴射する圧縮行程噴射とにわたって噴射時期を変
更可能とする噴射時期調節手段と、エンジン始動時にお
いてクランキング開始からエンジン回転数が立ち上がる
までの期間を吸気行程噴射とし、その後に圧縮行程噴射
に切換えるように、上記噴射時期調節手段を制御する制
御手段とを備えたものである。
【０００９】この構成によると、クランキング開始から
エンジン回転数が立ち上がるまでの期間には、吸気行程
噴射によって均一燃焼が行われることにより、エンジン
回転数が極めて低くて不安定に変動する状況下でも噴射
タイミングのずれによって着火性、燃焼性の悪化を招く
ことがなく、燃焼が良好に行われる。また、エンジン回
転数の立ち上がり後は、圧縮行程噴射によって成層燃焼
が行われることにより、シリンダ壁面への燃料付着が抑
制され、有効に噴射燃料が燃焼に寄与して、エンジン回
転数の立上りおよびアイドル状態への移行がスムーズに
行われる。
エンジン回転数が立ち上がるまでの期間には、吸気行程
噴射によって均一燃焼が行われることにより、エンジン
回転数が極めて低くて不安定に変動する状況下でも噴射
タイミングのずれによって着火性、燃焼性の悪化を招く
ことがなく、燃焼が良好に行われる。また、エンジン回
転数の立ち上がり後は、圧縮行程噴射によって成層燃焼
が行われることにより、シリンダ壁面への燃料付着が抑
制され、有効に噴射燃料が燃焼に寄与して、エンジン回
転数の立上りおよびアイドル状態への移行がスムーズに
行われる。
【００１０】この燃料噴射時期制御装置において、上記
制御手段は、噴射時期調節手段を制御することによる吸
気行程噴射から圧縮行程噴射への切換えを、エンジン回
転数がクランキング回転数以上で、かつアイドル回転数
よりも低い設定回転数を越えたときに行うようにすれば
よい。
制御手段は、噴射時期調節手段を制御することによる吸
気行程噴射から圧縮行程噴射への切換えを、エンジン回
転数がクランキング回転数以上で、かつアイドル回転数
よりも低い設定回転数を越えたときに行うようにすれば
よい。
【００１１】また、上記制御手段は、上記圧縮行程噴射
への切換後のアイドル状態において排気通路中の触媒装
置の温度が低い低温状態のときには、再び吸気行程噴射
に切換えるように噴射時期調節手段を制御することが好
ましい。
への切換後のアイドル状態において排気通路中の触媒装
置の温度が低い低温状態のときには、再び吸気行程噴射
に切換えるように噴射時期調節手段を制御することが好
ましい。
【００１２】このようにすると、クランキング開始から
エンジン回転数の立上がりまでの期間における吸気行程
噴射と、エンジン回転数の立上がりからアイドル状態へ
の移行完了までの期間における圧縮行程噴射を経た後、
上記低温状態にあれば吸気行程噴射が行われることによ
って排気温度が上昇し、上記触媒装置の暖機が促進され
る。
エンジン回転数の立上がりまでの期間における吸気行程
噴射と、エンジン回転数の立上がりからアイドル状態へ
の移行完了までの期間における圧縮行程噴射を経た後、
上記低温状態にあれば吸気行程噴射が行われることによ
って排気温度が上昇し、上記触媒装置の暖機が促進され
る。
【００１３】上記燃料噴射弁と点火プラグとが、燃料噴
射弁からの噴霧エリア内に点火プラグが介在するように
配置されていると、圧縮行程噴射時に、シリンダ壁面へ
の燃料付着が抑制されつつ成層燃焼が行われる。そし
て、とくにこのような構造の筒内噴射型エンジンでは、
圧縮行程噴射時には点火プラグからの噴射燃料が点火プ
ラグ付近を通る時期と点火時期との対応させるべく燃料
噴射タイミングを制御する必要があって、エンジン回転
数が低くて不安定なクランキング中にこのような制御を
精度良く行うことは困難であるが、本発明ではエンジン
回転数の立上がりまでは吸気行程噴射が行われること
で、噴射タイミングの制御が容易になる。
射弁からの噴霧エリア内に点火プラグが介在するように
配置されていると、圧縮行程噴射時に、シリンダ壁面へ
の燃料付着が抑制されつつ成層燃焼が行われる。そし
て、とくにこのような構造の筒内噴射型エンジンでは、
圧縮行程噴射時には点火プラグからの噴射燃料が点火プ
ラグ付近を通る時期と点火時期との対応させるべく燃料
噴射タイミングを制御する必要があって、エンジン回転
数が低くて不安定なクランキング中にこのような制御を
精度良く行うことは困難であるが、本発明ではエンジン
回転数の立上がりまでは吸気行程噴射が行われること
で、噴射タイミングの制御が容易になる。
【００１４】また、上記燃料噴射弁に燃料を供給する燃
料ポンプがエンジン出力軸で駆動されるものであると、
上記の燃料噴射時期装置によってクランキング後のエン
ジン回転数の立上りがスムーズになることから、燃料ポ
ンプにより供給される燃料の燃圧もスムーズに上昇す
る。
料ポンプがエンジン出力軸で駆動されるものであると、
上記の燃料噴射時期装置によってクランキング後のエン
ジン回転数の立上りがスムーズになることから、燃料ポ
ンプにより供給される燃料の燃圧もスムーズに上昇す
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本発明の燃料噴射時期制御装置が
適用される筒内噴射型エンジンの一例を示す断面図、図
２は同エンジンの平面視の概略図である。これらの図に
おいて、１はシリンダブロック２上に設置されたシリン
ダヘッド、３はシリンダブロック２のシリンダボア４内
に配置されたピストンであり、ピストン３の上面とシリ
ンダヘッド１の下面との間に燃焼室５が形成されてお
り、この部分におけるシリンダヘッド１の下面側には燃
焼室５の天井部を構成する凹陥部が設けられている。
いて説明する。図１は本発明の燃料噴射時期制御装置が
適用される筒内噴射型エンジンの一例を示す断面図、図
２は同エンジンの平面視の概略図である。これらの図に
おいて、１はシリンダブロック２上に設置されたシリン
ダヘッド、３はシリンダブロック２のシリンダボア４内
に配置されたピストンであり、ピストン３の上面とシリ
ンダヘッド１の下面との間に燃焼室５が形成されてお
り、この部分におけるシリンダヘッド１の下面側には燃
焼室５の天井部を構成する凹陥部が設けられている。
【００１６】上記シリンダヘッド１には燃焼室５に開口
する吸気ポートおよび排気ポートが形成され、当実施形
態では気筒毎に２個の吸気ポート６，７と２個の排気ポ
ート８，９とが形成されている。各吸気ポート６，７に
はそれぞれ吸気弁１０が装備され、各排気ポート８，９
にはそれぞれ排気弁１１が装備されている。
する吸気ポートおよび排気ポートが形成され、当実施形
態では気筒毎に２個の吸気ポート６，７と２個の排気ポ
ート８，９とが形成されている。各吸気ポート６，７に
はそれぞれ吸気弁１０が装備され、各排気ポート８，９
にはそれぞれ排気弁１１が装備されている。
【００１７】さらに、燃焼室５内に直接燃料を噴射する
インジェクタ（燃料噴射弁）１２と、点火プラグ１３と
がシリンダヘッド１に取り付けられており、上記インジ
ェクタ１２の先端部は燃焼室５の略周縁部に配置され、
点火プラグ１３の先端は燃焼室５の天井部の略中央に配
置されている。
インジェクタ（燃料噴射弁）１２と、点火プラグ１３と
がシリンダヘッド１に取り付けられており、上記インジ
ェクタ１２の先端部は燃焼室５の略周縁部に配置され、
点火プラグ１３の先端は燃焼室５の天井部の略中央に配
置されている。
【００１８】上記インジェクタ１２は、燃焼室５の一側
方において吸気ポート６，７が配設された部分の下方で
シリンダヘッド１に取り付けられ、インジェクタ１２か
らの噴射方向は斜め下方を向いており、インジェクタ配
置部分に対向する燃焼室周縁付近のピストン３上面側に
向かう方向に燃料が噴射されるようになっている。上記
ピストン３の上面には、その略中央部からインジェクタ
１２に対向する側（排気側）の燃焼室周縁部付近にまで
亘って、リセス１４が形成されている。また、点火プラ
グ１３は、インジェクタ１２からの噴霧エリア内に介在
するように配置されている。
方において吸気ポート６，７が配設された部分の下方で
シリンダヘッド１に取り付けられ、インジェクタ１２か
らの噴射方向は斜め下方を向いており、インジェクタ配
置部分に対向する燃焼室周縁付近のピストン３上面側に
向かう方向に燃料が噴射されるようになっている。上記
ピストン３の上面には、その略中央部からインジェクタ
１２に対向する側（排気側）の燃焼室周縁部付近にまで
亘って、リセス１４が形成されている。また、点火プラ
グ１３は、インジェクタ１２からの噴霧エリア内に介在
するように配置されている。
【００１９】このようにインジェクタ１２及び点火プラ
グ１３を配置にすれば、圧縮行程噴射時に、シリンダ壁
面への燃料付着が抑制されつつ成層燃焼が行われ、燃焼
効率向上に有利となる。
グ１３を配置にすれば、圧縮行程噴射時に、シリンダ壁
面への燃料付着が抑制されつつ成層燃焼が行われ、燃焼
効率向上に有利となる。
【００２０】なお、上記インジェクタ１２は、少なくと
も圧縮行程噴射が行われるときに噴霧角が３０°以下と
なるような狭角インジェクタからなり、好ましくは、噴
霧にスワールを生じさせるような噴射口形状となってい
る高圧スワールインジェクタにより構成されている。
も圧縮行程噴射が行われるときに噴霧角が３０°以下と
なるような狭角インジェクタからなり、好ましくは、噴
霧にスワールを生じさせるような噴射口形状となってい
る高圧スワールインジェクタにより構成されている。
【００２１】上記インジェクタ１２には燃料ポンプ１５
から高圧の燃料が供給されるようになっており、この燃
料ポンプ１５は伝動手段を介してエンジン出力軸に連結
されている。
から高圧の燃料が供給されるようになっており、この燃
料ポンプ１５は伝動手段を介してエンジン出力軸に連結
されている。
【００２２】また、上記両吸気ポート６，７には、これ
らに対応する吸気通路１６，１７を備えた吸気マニホー
ルド１８が接続されており、吸気通路１７にはスワール
調節弁１９が設けられている。一方、排気ポート８，９
は図外の排気マニホールドに接続され、排気マニホール
ドの下流の排気通路には、排気ガス浄化のための触媒装
置（図示せず）が設けられている。
らに対応する吸気通路１６，１７を備えた吸気マニホー
ルド１８が接続されており、吸気通路１７にはスワール
調節弁１９が設けられている。一方、排気ポート８，９
は図外の排気マニホールドに接続され、排気マニホール
ドの下流の排気通路には、排気ガス浄化のための触媒装
置（図示せず）が設けられている。
【００２３】図３はインジェクタ１２からの燃料噴射時
期等を制御する制御系統を示している。この図におい
て、制御系統は、マイクロコンピュータ等から成るエン
ジン制御ユニット（ＥＣＵ）２１を備え、この制御ユニ
ット２１には、燃料噴射時期を調節する噴射時期調節手
段２２と、これを制御する制御手段２３とが含まれてい
る。噴射時期調節手段２２は、吸気行程中に燃料を噴射
する吸気行程噴射と、圧縮行程の後期に燃料を噴射する
圧縮行程噴射とにわたって燃料噴射時期を変更し得るよ
うになっている。
期等を制御する制御系統を示している。この図におい
て、制御系統は、マイクロコンピュータ等から成るエン
ジン制御ユニット（ＥＣＵ）２１を備え、この制御ユニ
ット２１には、燃料噴射時期を調節する噴射時期調節手
段２２と、これを制御する制御手段２３とが含まれてい
る。噴射時期調節手段２２は、吸気行程中に燃料を噴射
する吸気行程噴射と、圧縮行程の後期に燃料を噴射する
圧縮行程噴射とにわたって燃料噴射時期を変更し得るよ
うになっている。
【００２４】また、上記制御手段２３は、スタータの作
動を検出するスタータスイッチ２５およびエンジン回転
数を検出する回転数センサ２６等からの信号に応じ、エ
ンジン始動時に、クランキング開始からエンジン回転数
が設定回転数を越えて立ち上がるまでの期間は吸気行程
噴射とし、その後に圧縮行程噴射に切換えるように、上
記噴射時期調節手段２２を制御する。上記設定回転数は
クランキング回転数以上で、かつアイドル回転数よりも
低い値、例えば３００ｒｐｍとされる。
動を検出するスタータスイッチ２５およびエンジン回転
数を検出する回転数センサ２６等からの信号に応じ、エ
ンジン始動時に、クランキング開始からエンジン回転数
が設定回転数を越えて立ち上がるまでの期間は吸気行程
噴射とし、その後に圧縮行程噴射に切換えるように、上
記噴射時期調節手段２２を制御する。上記設定回転数は
クランキング回転数以上で、かつアイドル回転数よりも
低い値、例えば３００ｒｐｍとされる。
【００２５】さらに制御手段２３は、エンジン始動時の
吸気行程噴射から圧縮行程噴射への切換を行ったときか
らカウンタ２４で設定した所定時間が経過した後のアイ
ドル状態において排気通路中の触媒装置の温度が低い低
温状態のときには、再び吸気行程噴射に切換えるように
なっている。
吸気行程噴射から圧縮行程噴射への切換を行ったときか
らカウンタ２４で設定した所定時間が経過した後のアイ
ドル状態において排気通路中の触媒装置の温度が低い低
温状態のときには、再び吸気行程噴射に切換えるように
なっている。
【００２６】なお、始動、暖機後の通常運転中の制御と
しては、低，中速域における低，中負荷の運転領域では
成層燃焼による燃費性能向上等のため圧縮行程噴射と
し、高負荷域および高回転域では均一燃焼を行わせるべ
く吸気行程噴射とすればよい。
しては、低，中速域における低，中負荷の運転領域では
成層燃焼による燃費性能向上等のため圧縮行程噴射と
し、高負荷域および高回転域では均一燃焼を行わせるべ
く吸気行程噴射とすればよい。
【００２７】上記制御ユニット２１によって行われる始
動時の燃料噴射時期の制御を、図４のフローチャートに
よって具体的に説明する。
動時の燃料噴射時期の制御を、図４のフローチャートに
よって具体的に説明する。
【００２８】このフローチャートの制御がスタートする
と、先ずスタータスイッチ２５がＯＮか否かが判定され
（ステップＳ１）、スタータスイッチ２５がＯＮのクラ
ンキング中は、立上りカウンタＣの初期値が決定される
（ステップＳ２）とともに、吸気行程噴射が行われる
（ステップＳ３）。なお、上記立上りカウンタＣは、後
に行われるエンジン回転数立上がり後の圧縮行程噴射の
期間を定めるものであり、その初期値は一定値であって
もよいが、エンジン水温に応じ、水温が低いほど大きな
値としておいてもよい。
と、先ずスタータスイッチ２５がＯＮか否かが判定され
（ステップＳ１）、スタータスイッチ２５がＯＮのクラ
ンキング中は、立上りカウンタＣの初期値が決定される
（ステップＳ２）とともに、吸気行程噴射が行われる
（ステップＳ３）。なお、上記立上りカウンタＣは、後
に行われるエンジン回転数立上がり後の圧縮行程噴射の
期間を定めるものであり、その初期値は一定値であって
もよいが、エンジン水温に応じ、水温が低いほど大きな
値としておいてもよい。
【００２９】ステップＳ１の判定がＮＯとなったとき
は、続いてエンジン回転数Ｎｅが３００ｒｐｍ以上か否
かが判定され（ステップＳ４）、その判定がＮＯのとき
にはスタータスイッチＯＮのときと同様にステップＳ２
を経てステップＳ３へ移り、吸気行程噴射が行われる。
は、続いてエンジン回転数Ｎｅが３００ｒｐｍ以上か否
かが判定され（ステップＳ４）、その判定がＮＯのとき
にはスタータスイッチＯＮのときと同様にステップＳ２
を経てステップＳ３へ移り、吸気行程噴射が行われる。
【００３０】ステップＳ１の判定がＮＯで、かつステッ
プＳ４の判定がＹＥＳのとき、つまりスタータ作動後に
エンジン回転数Ｎｅが３００ｒｐｍ以上に立上がったと
きには、上記立上りカウンタＣが０となったか否かが判
定され（ステップＳ５）、その判定がＮＯのときは、上
記カウンタＣがディクリメントされる（ステップＳ６）
とともに、圧縮行程噴射が行われる（ステップＳ７）。
そして、上記立上りカウンタＣが０となるまで、ステッ
プＳ６，Ｓ７の処理が繰り返される。
プＳ４の判定がＹＥＳのとき、つまりスタータ作動後に
エンジン回転数Ｎｅが３００ｒｐｍ以上に立上がったと
きには、上記立上りカウンタＣが０となったか否かが判
定され（ステップＳ５）、その判定がＮＯのときは、上
記カウンタＣがディクリメントされる（ステップＳ６）
とともに、圧縮行程噴射が行われる（ステップＳ７）。
そして、上記立上りカウンタＣが０となるまで、ステッ
プＳ６，Ｓ７の処理が繰り返される。
【００３１】ステップＳ５の判定がＹＥＳ（上記立上り
カウンタＣが０）となったとき、つまりエンジン回転数
Ｎｅが３００ｒｐｍ以上となってからカウンタＣで設定
された時間が経過したときは、排気温度ＴＥが設定値α
以下か否かが判定される（ステップＳ８）。そして、こ
のステップＳ８の判定がＹＥＳのときは、ステップＳ３
に移ることにより、再び吸気行程噴射に切換えられる。
一方、ステップＳ８の判定がＮＯのとき（排気温度ＴＥ
が設定値αより高いとき）は、通常運転時の噴射時期制
御に移行し（ステップＳ９）、例えばアイドル状態であ
れば圧縮行程噴射とされる。
カウンタＣが０）となったとき、つまりエンジン回転数
Ｎｅが３００ｒｐｍ以上となってからカウンタＣで設定
された時間が経過したときは、排気温度ＴＥが設定値α
以下か否かが判定される（ステップＳ８）。そして、こ
のステップＳ８の判定がＹＥＳのときは、ステップＳ３
に移ることにより、再び吸気行程噴射に切換えられる。
一方、ステップＳ８の判定がＮＯのとき（排気温度ＴＥ
が設定値αより高いとき）は、通常運転時の噴射時期制
御に移行し（ステップＳ９）、例えばアイドル状態であ
れば圧縮行程噴射とされる。
【００３２】以上のような当実施形態の装置による作用
を、次に説明する。
を、次に説明する。
【００３３】エンジン始動時において、クランキング中
は、エンジン回転数Ｎｅが２５０ｒｐｍ程度の極低回転
で、かつ不安定に変動するため、圧縮行程噴射を行うと
噴射燃料が点火プラグ１３付近を通る時期と点火時期と
が正しく対応するように噴射タイミングを調整すること
が困難であって、着火性を確保することが難しい。この
ため、クランキング開始からエンジン回転数が立ち上が
り始めるまでの期間は、吸気行程噴射とされることによ
り、燃料が燃焼室５内に均一に分散されて、噴射タイミ
ングの調整が厳密に行われなくても着火性が確保され
る。
は、エンジン回転数Ｎｅが２５０ｒｐｍ程度の極低回転
で、かつ不安定に変動するため、圧縮行程噴射を行うと
噴射燃料が点火プラグ１３付近を通る時期と点火時期と
が正しく対応するように噴射タイミングを調整すること
が困難であって、着火性を確保することが難しい。この
ため、クランキング開始からエンジン回転数が立ち上が
り始めるまでの期間は、吸気行程噴射とされることによ
り、燃料が燃焼室５内に均一に分散されて、噴射タイミ
ングの調整が厳密に行われなくても着火性が確保され
る。
【００３４】エンジンが完爆状態に至ってエンジン回転
数Ｎｅが立ち上がり始めることにより３００ｒｐｍ以上
となったときは、圧縮行程噴射が行われることにより、
アイドル状態への移行がスムーズに行われる。すなわ
ち、エンジン回転数Ｎｅがある程度高くなると、圧縮行
程噴射でも点火プラグ１３付近に噴射燃料が多く存在す
る時期に点火が行われるように燃料噴射タイミングを調
整することが容易に可能となり、圧縮行程噴射で成層燃
焼が行われることにより、シリンダ壁面への燃料付着が
抑制され、有効に噴射燃料が燃焼に寄与して、燃焼効率
が高められる。このため、エンジン回転数の立上りおよ
びアイドル状態への移行がスムーズに行われる。
数Ｎｅが立ち上がり始めることにより３００ｒｐｍ以上
となったときは、圧縮行程噴射が行われることにより、
アイドル状態への移行がスムーズに行われる。すなわ
ち、エンジン回転数Ｎｅがある程度高くなると、圧縮行
程噴射でも点火プラグ１３付近に噴射燃料が多く存在す
る時期に点火が行われるように燃料噴射タイミングを調
整することが容易に可能となり、圧縮行程噴射で成層燃
焼が行われることにより、シリンダ壁面への燃料付着が
抑制され、有効に噴射燃料が燃焼に寄与して、燃焼効率
が高められる。このため、エンジン回転数の立上りおよ
びアイドル状態への移行がスムーズに行われる。
【００３５】そして、少なくともエンジン回転数が立ち
上がってからアイドル回転数で安定する状態に至るまで
の時間（カウンタＣの設定時間）は圧縮行程噴射が行わ
れる。この場合、エンジン温度が低い程、エンジン回転
数が安定するまでの時間が長くなることから、カウンタ
Ｃの設定時間が長くされる。
上がってからアイドル回転数で安定する状態に至るまで
の時間（カウンタＣの設定時間）は圧縮行程噴射が行わ
れる。この場合、エンジン温度が低い程、エンジン回転
数が安定するまでの時間が長くなることから、カウンタ
Ｃの設定時間が長くされる。
【００３６】また、上記設定時間の経過後は、排気温度
ＴＥが高い場合、通常の制御としてアイドル状態等であ
れば圧縮行程噴射が持続されるが、排気温度ＴＥが設定
値α以下であって、排気通路の触媒装置が活性化してい
ないような状況にある場合、再び吸気行程噴射に切換え
られる。これにより、排気温度ＴＥの上昇とそれによる
上記触媒装置の暖機が促進される。すなわち、圧縮行程
噴射で成層燃焼が行われると、燃焼効率は高められる
が、空気が過剰なリーン状態にあるため、排気温度ＴＥ
が上昇しにくくなり、これに対し、吸気行程噴射による
と、圧縮行程噴射より燃焼効率は悪いがその分だけ排気
温度は上昇し易くなり、触媒装置の暖機が促進されるこ
ととなる。
ＴＥが高い場合、通常の制御としてアイドル状態等であ
れば圧縮行程噴射が持続されるが、排気温度ＴＥが設定
値α以下であって、排気通路の触媒装置が活性化してい
ないような状況にある場合、再び吸気行程噴射に切換え
られる。これにより、排気温度ＴＥの上昇とそれによる
上記触媒装置の暖機が促進される。すなわち、圧縮行程
噴射で成層燃焼が行われると、燃焼効率は高められる
が、空気が過剰なリーン状態にあるため、排気温度ＴＥ
が上昇しにくくなり、これに対し、吸気行程噴射による
と、圧縮行程噴射より燃焼効率は悪いがその分だけ排気
温度は上昇し易くなり、触媒装置の暖機が促進されるこ
ととなる。
【００３７】従って、当実施形態の装置によると、図５
のデータに示すように、始動性及び冷間始動時における
排気温度上昇促進作用が高められる。これを、クランキ
ングからクランキング後にまでわたって吸気行程噴射と
した場合のデータ（図６）、及びクランキング後圧縮行
程噴射に切換えて設定時間後に排気温度が低いときにも
圧縮行程噴射を持続するようにした場合のデータ（図
７）と比較しつつ説明する。
のデータに示すように、始動性及び冷間始動時における
排気温度上昇促進作用が高められる。これを、クランキ
ングからクランキング後にまでわたって吸気行程噴射と
した場合のデータ（図６）、及びクランキング後圧縮行
程噴射に切換えて設定時間後に排気温度が低いときにも
圧縮行程噴射を持続するようにした場合のデータ（図
７）と比較しつつ説明する。
【００３８】クランキングからクランキング後にまでわ
たって吸気行程噴射とした場合、図６のように、エンジ
ン回転数Ｎｅが立ち上がり始めてからも、シリンダ壁面
への燃料付着により燃焼安定性が阻害されるため、エン
ジン回転数Ｎｅがスムーズにアイドル回転数に移行せず
にもたつきが生じる。しかも、このエンジン回転数Ｎｅ
のもたつきが生じている間は、エンジン出力軸で駆動さ
れる燃料ポンプ１５により与えられる燃圧Ｐｆの上昇に
ももたつきが生じるため、燃料噴射量の制御の精度も良
くなく、燃焼安定性がより一層阻害され易くなる。ま
た、このようにシリンダ壁面への燃料付着が生じ易く、
燃焼効率も良くないことから、ＨＣ排出量が増加し易
い。
たって吸気行程噴射とした場合、図６のように、エンジ
ン回転数Ｎｅが立ち上がり始めてからも、シリンダ壁面
への燃料付着により燃焼安定性が阻害されるため、エン
ジン回転数Ｎｅがスムーズにアイドル回転数に移行せず
にもたつきが生じる。しかも、このエンジン回転数Ｎｅ
のもたつきが生じている間は、エンジン出力軸で駆動さ
れる燃料ポンプ１５により与えられる燃圧Ｐｆの上昇に
ももたつきが生じるため、燃料噴射量の制御の精度も良
くなく、燃焼安定性がより一層阻害され易くなる。ま
た、このようにシリンダ壁面への燃料付着が生じ易く、
燃焼効率も良くないことから、ＨＣ排出量が増加し易
い。
【００３９】これに対し、エンジン回転数Ｎｅが立ち上
がり始めた時点から圧縮行程噴射に切換えると、シリン
ダ壁面への燃料付着が防止されるとともに燃焼効率が高
められることにより、図５及び図７に示すように、エン
ジン回転数Ｎｅの立ち上がり及びアイドル回転数への移
行がスムーズに行われ、燃圧Ｐｆもスムーズに適正圧力
まで上昇して、燃料噴射量の制御が良好に行われる。ま
た、シリンダ壁面への燃料付着が抑制され、かつ燃料が
効率良く燃焼するので、ＨＣ排出量が低減される。
がり始めた時点から圧縮行程噴射に切換えると、シリン
ダ壁面への燃料付着が防止されるとともに燃焼効率が高
められることにより、図５及び図７に示すように、エン
ジン回転数Ｎｅの立ち上がり及びアイドル回転数への移
行がスムーズに行われ、燃圧Ｐｆもスムーズに適正圧力
まで上昇して、燃料噴射量の制御が良好に行われる。ま
た、シリンダ壁面への燃料付着が抑制され、かつ燃料が
効率良く燃焼するので、ＨＣ排出量が低減される。
【００４０】また、冷間始動時においてこのようにエン
ジン回転数Ｎｅが立ち上がり始めた時点から圧縮行程噴
射が行われると、排気温度ＴＥが上昇しにくく、図７の
ように圧縮行程噴射が持続すると触媒装置の活性化に必
要な温度にまで排気温度ＴＥが上昇しない状態が長く続
いて排気ガス浄化の面で不利となるが、当実施形態で
は、設定時間経過時点で排気温度ＴＥが設定値α以下の
ときは吸気行程噴射に切換えられるため、図５中に示す
ように、排気温度ＴＥが上昇して触媒装置が活性化され
ることとなる。
ジン回転数Ｎｅが立ち上がり始めた時点から圧縮行程噴
射が行われると、排気温度ＴＥが上昇しにくく、図７の
ように圧縮行程噴射が持続すると触媒装置の活性化に必
要な温度にまで排気温度ＴＥが上昇しない状態が長く続
いて排気ガス浄化の面で不利となるが、当実施形態で
は、設定時間経過時点で排気温度ＴＥが設定値α以下の
ときは吸気行程噴射に切換えられるため、図５中に示す
ように、排気温度ＴＥが上昇して触媒装置が活性化され
ることとなる。
【００４１】なお、上記実施形態では吸気行程噴射から
圧縮行程噴射に切換える設定回転数を３００ｒｐｍとし
ているが、上記設定回転数はエンジン回転数の立上りを
確実に判定できるようにクランキング回転数以上で、か
つアイドル回転数よりも低い値であればよい。また、上
記実施形態では排気温度ＴＥが設定値α以下か否かによ
り触媒装置の温度が活性化温度と比べて低いか否かを調
べているが、それに代えて、例えば触媒装置の温度を直
接検出するようにしてもよい。
圧縮行程噴射に切換える設定回転数を３００ｒｐｍとし
ているが、上記設定回転数はエンジン回転数の立上りを
確実に判定できるようにクランキング回転数以上で、か
つアイドル回転数よりも低い値であればよい。また、上
記実施形態では排気温度ＴＥが設定値α以下か否かによ
り触媒装置の温度が活性化温度と比べて低いか否かを調
べているが、それに代えて、例えば触媒装置の温度を直
接検出するようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明は、筒内噴射型エン
ジンにおいて、エンジン始動時にクランキング開始から
エンジン回転数が立ち上がるまでの期間を吸気行程噴射
とし、その後に圧縮行程噴射に切換えるようにしている
ため、クランキング開始からエンジン回転数が立ち上が
るまでの期間には均一燃焼により着火性を確保し、エン
ジン回転数の立ち上がり後は成層燃焼によりシリンダ壁
面への燃料付着を抑制するとともに燃焼効率を高めて、
エンジン回転数の立上りおよびアイドル状態への移行を
スムーズに行わせることができ、こうして始動性を大幅
に向上することができる。
ジンにおいて、エンジン始動時にクランキング開始から
エンジン回転数が立ち上がるまでの期間を吸気行程噴射
とし、その後に圧縮行程噴射に切換えるようにしている
ため、クランキング開始からエンジン回転数が立ち上が
るまでの期間には均一燃焼により着火性を確保し、エン
ジン回転数の立ち上がり後は成層燃焼によりシリンダ壁
面への燃料付着を抑制するとともに燃焼効率を高めて、
エンジン回転数の立上りおよびアイドル状態への移行を
スムーズに行わせることができ、こうして始動性を大幅
に向上することができる。
【００４３】また、この装置において、上記圧縮行程噴
射への切換後のアイドル状態において排気通路中の触媒
装置の温度が低い低温状態のとき、再び吸気行程噴射に
切換えるように噴射時期調節手段を制御すると、冷間始
動時の触媒装置の暖機の促進も良好に行わせることがで
きる。
射への切換後のアイドル状態において排気通路中の触媒
装置の温度が低い低温状態のとき、再び吸気行程噴射に
切換えるように噴射時期調節手段を制御すると、冷間始
動時の触媒装置の暖機の促進も良好に行わせることがで
きる。
【図１】本発明の一実施形態による燃料噴射時期制御装
置が適用される筒内噴射型エンジンの断面図である。
置が適用される筒内噴射型エンジンの断面図である。
【図２】燃焼室およびその付近の概略平面図である。
【図３】制御系統のブロック図である。
【図４】燃料噴射時期制御のフローチャートである。
【図５】エンジン始動からアイドル状態へ移行する間の
エンジン回転数、燃圧及び排気温度の変化を、本発明の
実施形態による場合について示す図である。
エンジン回転数、燃圧及び排気温度の変化を、本発明の
実施形態による場合について示す図である。
【図６】エンジン始動からアイドル状態へ移行する間の
エンジン回転数、燃圧及び排気温度の変化を、クランキ
ングからクランキング後にまでわたって吸気行程噴射と
した場合について示す図である。
エンジン回転数、燃圧及び排気温度の変化を、クランキ
ングからクランキング後にまでわたって吸気行程噴射と
した場合について示す図である。
【図７】エンジン始動からアイドル状態へ移行する間の
エンジン回転数、燃圧及び排気温度の変化を、クランキ
ング後圧縮行程噴射に切換えて設定時間後に排気温度が
低いときにも圧縮行程噴射を持続するようにした場合に
ついて示す図である。
エンジン回転数、燃圧及び排気温度の変化を、クランキ
ング後圧縮行程噴射に切換えて設定時間後に排気温度が
低いときにも圧縮行程噴射を持続するようにした場合に
ついて示す図である。
５ 燃焼室 １２ インジェクタ １３ 点火プラグ １５ 燃料ポンプ ２１ 制御ユニット ２２ 噴射時期調節手段 ２３ 制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２Ｒ
Claims (5)
- 【請求項１】 燃焼室に対して点火プラグおよび燃料噴
射弁を臨設し、この燃料噴射弁から燃料を燃焼室内に直
接噴射するようにした筒内噴射型エンジンにおいて、吸
気行程中に燃料を噴射する吸気行程噴射と圧縮行程中に
燃料を噴射する圧縮行程噴射とにわたって噴射時期を変
更可能とする噴射時期調節手段と、エンジン始動時にお
いてクランキング開始からエンジン回転数が立ち上がる
までの期間を吸気行程噴射とし、その後に圧縮行程噴射
に切換えるように、上記噴射時期調節手段を制御する制
御手段とを備えたことを特徴とする筒内噴射型エンジン
の燃料噴射時期制御装置。 - 【請求項２】 上記制御手段は、噴射時期調節手段を制
御することによる吸気行程噴射から圧縮行程噴射への切
換えを、エンジン回転数がクランキング回転数以上で、
かつアイドル回転数よりも低い設定回転数を越えたとき
に行うことを特徴とする請求項１記載の筒内噴射型エン
ジンの燃料噴射時期制御装置。 - 【請求項３】 上記制御手段は、上記圧縮行程噴射への
切換後のアイドル状態において排気通路中の触媒装置の
温度が低い低温状態のときには、再び吸気行程噴射に切
換えるように噴射時期調節手段を制御することを特徴と
する請求項１または２記載の燃料噴射時期制御装置。 - 【請求項４】 上記燃料噴射弁と点火プラグとを、燃料
噴射弁からの噴霧エリア内に点火プラグが介在するよう
に配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載の燃料噴射時期制御装置。 - 【請求項５】 上記燃料噴射弁に燃料を供給する燃料ポ
ンプがエンジン出力軸で駆動されるものであることを特
徴する請求項１乃至４のいずれかに記載の燃料噴射時期
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25696796A JP3843501B2 (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | 筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25696796A JP3843501B2 (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | 筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10103117A true JPH10103117A (ja) | 1998-04-21 |
| JP3843501B2 JP3843501B2 (ja) | 2006-11-08 |
Family
ID=17299866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25696796A Expired - Fee Related JP3843501B2 (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | 筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3843501B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6478007B2 (en) | 2000-11-24 | 2002-11-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | In-cylinder-injection internal combustion engine and method of controlling in-cylinder-injection internal combustion engine |
| JP2003505639A (ja) * | 1999-07-23 | 2003-02-12 | プジョー・シトロエン・オトモビル・ソシエテ・アノニム | 内燃機関の燃焼モードを制御する方法及び装置 |
| JP2003106195A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Mazda Motor Corp | 火花点火式直噴エンジンの制御装置 |
| US7047945B2 (en) | 2003-07-30 | 2006-05-23 | Nissan Motor Co., Ltd. | Start-up control of in-cylinder fuel injection internal combustion engine |
-
1996
- 1996-09-27 JP JP25696796A patent/JP3843501B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003505639A (ja) * | 1999-07-23 | 2003-02-12 | プジョー・シトロエン・オトモビル・ソシエテ・アノニム | 内燃機関の燃焼モードを制御する方法及び装置 |
| US6478007B2 (en) | 2000-11-24 | 2002-11-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | In-cylinder-injection internal combustion engine and method of controlling in-cylinder-injection internal combustion engine |
| EP1209334A3 (en) * | 2000-11-24 | 2003-05-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | In-cylinder-injection internal combustion engine and method of controlling in-cylinder-injection internal combustion engine |
| JP2003106195A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Mazda Motor Corp | 火花点火式直噴エンジンの制御装置 |
| US7047945B2 (en) | 2003-07-30 | 2006-05-23 | Nissan Motor Co., Ltd. | Start-up control of in-cylinder fuel injection internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3843501B2 (ja) | 2006-11-08 |
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