JP2881606B2

JP2881606B2 - エンジンの燃料噴射時期制御装置

Info

Publication number: JP2881606B2
Application number: JP30064290A
Authority: JP
Inventors: 秀志寺尾; 操藤本; 和也横田; 正行田中
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1990-11-05
Publication date: 1999-04-12
Anticipated expiration: 2014-04-12
Also published as: JPH04171240A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は燃料の微粒化を促進するため燃料噴射弁の噴
口近傍にアシストエアを供給するようにしたエンジンに
おける燃料噴射時期制御装置に関するものである。

（従来の技術）燃料噴射弁によってエンジンの吸気通路内に噴射され
た燃料は一般に気化器等で供給される燃料に比べて気化
・霧化が悪い。そこで、例えば実開平２−46071号公報
に記載されているように、吸気通路に設ける燃料噴射弁
の噴口近傍にアシストエアを供給して燃料の微粒化促進
を図ることが行われている。その場合、アシストエア通
路は吸気通路のスロットル弁上流から差圧によってエア
を導入するよう構成され、該アシストエア通路の途中に
は流量制御弁が介設されるのが普通である。

（発明が解決しようとする課題）アシストエアは、従来、専ら噴射燃料の微粒化を図る
ためのものであったが、アシストエアには、また、供給
燃料の流速を高める作用があり、そのために、アシスト
エアの供給条件によって燃料応答性が変わってくる。そ
のため、エンジン運転状態によっては、アシストエアの
供給条件の変化に起因して燃料応答性の面で種々の不都
合が生ずる。

すなわち、アシストエアを供給すると燃料の微粒化が
促進されるが、エンジンアイドル時等にこれを行うとア
シストエア分だけ吸気量が増えるため、回転が上がって
しまって、低燃費設定のエンジン回転が得られなくな
る。そこで、アシストエア供給をアイドル時等を除く所
定の領域に特定して行うことが考えられる。しかし、こ
のようにしてアシストエアの供給領域と非供給領域を設
定した場合に、アシストエア供給状態から非供給状態へ
切り換わった時に燃料噴射弁におけるアシストエア通路
の出口付近に一次的に付着燃料がたまり、そのため過渡
的に空燃比がリーンとなって走行性が悪化するという問
題が生ずる。

また、エンジン低回転低負荷時においては、比較的吸
気量が少なくて燃焼性が悪いため燃料を微粒化してでき
るだけ気化・霧化を良くすることが要求されるのに対
し、高回転高負荷時には、あまり気化・霧化を良くしす
ぎるとむしろ充填効率が落ちるなどの不都合が生ずる。
そこで、エンジン負荷等の運転状態に応じてアシストエ
ア量を変えるような制御を行うことも考えられている。
ところが、アシストエア量をこのように運転状態に応じ
て変えた場合には、アシストエア量によって燃料流速が
変化し、付着燃料を含め全ての燃料が燃焼室に入り切る
までの時間が変わってくる。そのため、いずれかの領域
では燃料噴射時期が適正な設定からはずれ、燃料が吸気
行程中に燃焼室に入り切らなくなるという問題が発生す
る。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、
アシストエアの供給をエンジン運転状態に応じて制御す
るものにおいて、アシストエアによる燃料応答性の変化
に応じて常に適切な燃料噴射時期が得られるようにし、
以て、燃料の気化・霧化促進と応答性改善の両立を図る
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、アシストエアの供給条件をエンジン運転状
態に応じて変えた場合の燃料応答性の変化に起因する上
記不都合を認識し、燃料噴射時期制御によってこれを解
決することができることを見いだしたものであって、こ
の構成は第１図に示すとおりである。

すなわち、本発明に係るエンジンの燃料噴射時期制御
装置は、エンジンの吸気通路に設けられた燃料噴射弁の
噴口近傍にアシストエアを供給するアシストエア通路
と、このアシストエア通路に介設されたアシストエア制
御弁と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手
段と、この運転状態検出手段の出力に基づく各種条件に
応じてアシストエア制御弁の制御量を設定するアシスト
エア制御量設定手段と、このアシストエア制御量設定手
段の設定条件に応じて燃料噴射弁による燃料噴射の時期
を変更する燃料噴射時期変更手段とを備えたことを特徴
とする。

また、特にアシストエアの供給を所定のエンジン運転
領域に特定して行う場合には、上記アシストエア制御量
設定手段は、エンジンの運転状態に基づいてアシストエ
ア供給領域とアシストエア非供給領域の設定を行うもの
とし、燃料噴射時期変更手段は、アシストエア供給領域
からアシストエア非供給領域への移行時に燃料噴射時期
を通常よりも早めるものとする。

そして、その場合に、常時は燃料噴射時期を排気行程
中のタイミングに設定し、前記アシストエア供給領域か
らアシストエア非供給領域へ切り換わった時には所定時
間経過するまで燃料噴射時期を通常よりも早めるように
するのがよい。

また、アシストエア制御量設定手段は、エンジンの運
転状態に基づいてアシストエア供給領域とアシストエア
非供給領域の設定を行い、かつ、アシストエア供給領域
におけるエンジン低回転低負荷側をアシストエア量の多
い領域とし、高回転高負荷側をアシストエア量の少ない
領域とするようにしてもよい。

そして、その場合に、燃料噴射時期変更手段は、アシ
ストエア量の多い領域では燃料噴射時期を吸気行程直前
のタイミングに設定し、アシストエア量の少ない領域で
は燃料噴射時期を排気行程中のタイミングに設定し、さ
らに低回転低負荷側のアシストエア非供給領域において
は燃料噴射時期を前記両タイミングよりも早いタイミン
グに設定するようにするのがよい。

（作用）アシストエア制御弁は、エンジンの運転状態を検出す
る運転状態検出手段の出力に基づいた各種条件に応じ
て、例えば、低回転低負荷時にはアシストエア通路を流
れるアシストエア量を多くし、高回転高負荷時にはアシ
ストエア量を少なくするよう制御される。そして、この
アシストエア制御弁によって適正に制御されたアシスト
エアがアシストエア通路を介して燃料噴射弁の噴口近傍
に供給され、それによって燃料の微粒化が促進される。
また、上記アシストエア制御弁の制御量を規定するアシ
ストエア制御量設定手段の設定条件に応じて、燃料噴射
時期変更手段が燃料噴射弁による燃料噴射時期を変更
し、それによって燃料応答性が確保される。

また、上記アシストエア制御量設定手段を、エンジン
の運転状態に基づいてアシストエア供給領域とアシスト
エア非供給領域の設定を行うものとすることにより、ア
シストエアの供給を所定のエンジン運転領域に特定して
行うようにすることができ、その場合に、燃料噴射時期
変更手段が、アシストエア供給領域からアシストエア非
供給領域への移行時に燃料噴射時期を通常よりも早める
ものとされることにより、アシストエア供給状態から非
供給状態への切換時に燃料噴射弁におけるアシストエア
通路の出口付近に付着燃料が一次的にたまっても、その
一次的にたまった燃料を含め、噴射された全ての燃料を
吸気行程中にエンジンの燃焼室に入り切るようにするこ
とができ、それによって、過渡時における空燃比のリー
ン化が防止される。

（実施例）以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の一実施例の全体システム図である。
この実施例において、エンジン１は左右バンク2,3にそ
れぞれ複数の気筒を有するＶ型多気筒エンジンであり、
その左右バンク2,3の各気筒の吸気ポート４にそれぞれ
連通する各独立吸気通路５は、左右バンク2,3間の上方
に配置されたサージタンク６に連通されている。また、
サージタンク６の入口に接続された吸気通路７には、上
流からエアクリーナ8,エアフローメータ９およびスロッ
トル弁10がそれぞれ設けられている。また、各気筒の独
立吸気通路５には、吸気ポート４との接続部近傍にそれ
ぞれ燃料噴射弁11が設けられている。さらに、吸気通路
７にはスロットル弁10上流位置から分岐するアシストエ
ア通路12が設けられ、該アシストエア通路12にはソレノ
イドバルブ13が介設されている。また、このアシストエ
ア通路12は下流側が分岐して各燃料噴射弁11の噴口近傍
に連通されている。スロットル弁10上流から差圧により
アシストエア通路12に導入されたエアは、アシストエア
として各燃料噴射弁11の噴口近傍に供給され、噴射燃料
の微粒化を促進する。

上記ソレノイドバルブ13および各燃料噴射弁11はコン
トロールユニット14によって制御される。そのため、コ
ントロールユニット14には上記エアフローメータ９から
の吸入空気量信号，クランクアングルセンサ15からの回
転信号等が入力される。

アシストエアは、第３図に示すＡラインを境にエンジ
ンの低回転低負荷側では供給が停止され、それより高回
転高負荷側で供給される。

一方、燃料噴射は、通常は第４図にで示すように排
気行程中に設定されたタイミングで行われる。ただし、
アシストエア供給状態から非供給状態に切り換わった
時、燃料噴射時期は所定時間が経過するまで第４図の
に示すタイミングまで早められる。第３図に破線で示す
Ｂラインは、図に矢印で示すようにアシストエア供給ゾ
ーンから非供給ゾーンへ移行する際に燃料噴射時期を上
記からに変更する制御のしきり線である。このＢラ
インは、アシストエア供給状態から非供給状態に移行す
る際に噴射時期の方が多少は早めに切り換わるよう、ア
シストエア切換のＡラインよりやや高回転高負荷側に設
定されている。

第５図はこの実施例の制御を実行するフローチャート
である。図で符号S1〜S16は各ステップを示す。以下、
このフローを順を追って説明する。

スタートし、まず、S1で吸入空気量（Qa），クランク
角およびエンジン回転数（NE）といった各種信号を読み
込む。

つぎに、S2で燃料噴射量を演算する。すなわち、Qa/N
Eに定数Ｋをかけて基本噴射量を求め、それに加速補正
とかフィードバック補正といった各種補正を加えて最終
的な燃料噴射量を演算する。

つぎに、S3で、運転状態が第３図のＡラインより高回
転高負荷側であるかどうかによって、アシストエアを供
給する領域かどうかを判定する。そして、S3でYESであ
れば、S4でアシストエアをONとすべくソレノイドバルブ
13を開制御する。

つぎに、S5で、第３図のＢラインより低回転低負荷側
であるかどうかを判定し、NOであれば、S6で通常の噴射
時期を設定する。そして、S7へ行って、クランク角信
号に基づいて噴射時期であるかどうかの判定を行い、噴
射時期になればS8で噴射を実行する。

また、S5でＢラインより低回転低負荷側であれば、S9
で燃料噴射時期をからに変更し、次いで、S10でＡ
ラインより低回転低負荷側になったかどうかを判定す
る。

S10でYESであれば、S11へ行ってアシストエアをカッ
トすべくソレノイドバルブ13を閉制御する。また、S12
でタイマーをスタートさせ、S13でタイマー値Ｔが設定
値T₀に達したかどうか、つまり、所定時間経ったかどう
かを判定する。そして、所定時間経つまでは噴射時期は
の設定のままS7へ行って、S8で噴射を行い、YESすな
わち所定時間経ったということであれば、S14で燃料噴
射時期をからに戻す。

また、S3でNOすなわちアシストエアを供給する領域で
ないときは、S15へ行ってアシストエアをカットすべく
ソレノイドバルブ13を閉制御し、S16で通常の燃料噴射
時期を設定して、S7へ行き、S8で噴射を行う。

この実施例によれば、アシストエアを低回転低負荷領
域で停止するようにしたため、アイドル時を含む領域で
アシストエアによるエンジン回転数の不必要な上昇を抑
えることができ、また、アシストエア供給領域から非供
給領域への移行時に一時的に燃料噴射時期を早めるよう
にしたことによって移行時の燃料応答性悪化が防止され
る。

つぎに、本発明のもう一つの実施例を第６図および第
７図によって説明する。

この実施例は、第６図に示すように燃料の気化・霧化
促進がとくに必要なエンジン低回転低負荷時にアシスト
エア量を多くし、アシストエアによる気化・霧化促進が
それほど必要でない高回転高負荷時にはアシストエア量
を少なくするようなアシストエア制御を前提とするもの
であって、この場合、アシストエア量の変化による燃料
流速の変化を見込んだ噴射時期制御が行われる。すなわ
ち、アシストエア量の多い領域では、アシストエアによ
り燃料流速が上がるため噴射時期をかなり遅らしても吸
気行程中に燃焼室に入り切るということで、燃料噴射時
期は第７図にで示すように吸気行程直前に設定する。
また、アシストエア量の少ない領域では、アシストエア
量が多い時に比べて早く燃料を噴かなくてはいけないと
いうことで、排気行程中ので示すタイミングに噴射時
期を設定する。さらに、低回転低負荷側のアシストエア
非供給領域においては、燃料噴射時期はで示すように
一番早いタイミングに設定する。

（発明の効果）本発明は以上のように構成されているので、アシスト
エア供給条件による燃料応答性の変化に応じて燃料噴射
時期を常に適切に設定でき、燃料の気化・霧化促進と応
答性改善の両立を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２図は本発明の一実施
例の全体システム図、第３図および第４図は同実施例の
制御特性図、第５図は同実施例の制御を実行するフロー
チャート、第６図および第７図は本発明の他の実施例に
係る制御特性図である。 1:エンジン、11:燃料噴射弁、12:アシストエア通路、1
3:ソレノイドバルブ（アシストエア制御弁）、14:コン
トロールユニット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中正行広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献実開平３−17278（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−141647（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 41/34

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの吸気通路に設けられた燃料噴射
弁の噴口近傍にアシストエアを供給するアシストエア通
路と、前記アシストエア通路に介設されたアシストエア
制御弁と、当該エンジンの運転状態を検出する運転状態
検出手段と、前記運転状態検出手段の出力に基づく各種
条件に応じて前記アシストエア制御弁の制御量を設定す
るアシストエア制御量設定手段と、前記アシストエア制
御量設定手段の設定条件に応じて前記燃料噴射弁による
燃料噴射の時期を変更する燃料噴射時期変更手段とを備
えたことを特徴とするエンジンの燃料噴射時期制御装
置。
【請求項２】アシストエア制御量設定手段が、エンジン
の運転状態に基づいてアシストエア供給領域とアシスト
エア非供給領域の設定を行うものとされ、燃料噴射時期
変更手段が、前記アシストエア供給領域からアシストエ
ア非供給領域への移行時に燃料噴射時期を通常よりも早
めるものとされた請求項１記載のエンジンの燃料噴射時
期制御装置。
【請求項３】燃料噴射時期変更手段は、常時は燃料噴射
時期を排気行程中のタイミングに設定し、前記アシスト
エア供給領域からアシストエア非供給領域へ切り換わっ
た時には所定時間経過するまで燃料噴射時期を通常より
も早める請求項２記載のエンジンの燃料噴射時期制御装
置。
【請求項４】アシストエア制御量設定手段は、エンジン
の運転状態に基づいてアシストエア供給領域とアシスト
エア非供給領域の設定を行い、かつ、アシストエア供給
領域におけるエンジン低回転低負荷側をアシストエア量
の多い領域とし、高回転高負荷側をアシストエア量の少
ない領域とする請求項１記載のエンジンの燃料噴射時期
制御装置。
【請求項５】燃料噴射時期変更手段は、アシストエア量
の多い領域では燃料噴射時期を吸気行程直前のタイミン
グに設定し、アシストエア量の少ない領域では燃料噴射
時期を排気行程中のタイミングに設定し、さらに低回転
低負荷側のアシストエア非供給領域においては燃料噴射
時期を前記両タイミングよりも早いタイミングに設定す
る請求項４記載のエンジンの燃料噴射時期制御装置。