JP4916544B2 - 内燃機関の燃料噴射制御方法 - Google Patents
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Description
始動時には、筒内に形成される燃料と空気との混合気の実質的な空燃比の変動が大きくなることから、始動性の低下や排気ガス清浄性の悪化がより顕著になる。
図1は、この発明の実施の形態1の内燃機関の燃料噴射制御方法における、気筒ごとに吸気流路内に燃料を噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関の構成図である。
この発明の実施の形態1に係る内燃機関は、図1に示すように、内燃機関本体1、ピストン2、クランク3、コネクティングロッド4、燃焼空間5、吸気カム6、排気カム7、排気弁8、吸気弁9、燃料噴射弁10、吸気流路11、カム角信号プレート12、カム角センサー13、エンジンコントローラ14、スロットル弁15、点火プラグ16、排気流路17を備えている。
せず)を形成しながらピストン2により圧縮される。圧縮の後半には、エンジンコントロ
ーラ14からの制御信号に基づいて点火プラグ16が火花放電を発生させて、圧縮された可燃性混合気(図示せず)を強制的に発火させる。
図2は排気弁8と吸気弁9の各バルブリフトパターンの例を示している。多くの内燃機関では、燃焼空間5への空気などの吸入を円滑化するため、上死点よりも若干早く吸気弁9の開弁を開始する。一方燃焼を完了したガスを円滑に排気するため、排気弁8は上死点よりも若干遅らせて閉弁する。このような弁動作では上死点付近で排気弁8と吸気弁9の双方が開いている所謂バルブオーバーラップが存在する。
この発明は、吸気弁9が開弁を開始する時期の燃料付着量を少なくするための燃料噴射制御方法に係るものである。次にその基本動作を説明する。
なぜならば、この吹き返し発生時期に噴射することで、燃料は吹き返してきたガスと衝突することで蒸発が促進される。更に、吹き返しにより逆流飛散してきた燃料液滴との衝突により、自身の蒸発促進に加えて逆流飛散液滴の蒸発促進効果も得られるからである。
蒸発促進された燃料がその直後に燃焼空間5に吸入されると、燃焼空間5に形成される混合気の均質性が向上して、より良好な始動性や燃費および排気ガスの清浄性の改善効果が得られる。
が大きい場合は、吹き返し期間中に噴射した燃料の一部が未蒸発のまま燃焼空間5に流入するために、炭化水素濃度が上昇することを示している。
従って、炭化水素濃度を上昇させない、即ち始動性や燃費および排気ガスの清浄性を向上させる良い燃焼状態を得るには、割合を常にBの範囲に保つ燃料噴射制御が必要となる。
冷却水温度は、内燃機関が停止中においても吸気弁9の吸気流路11側の表面や吸気流路11壁面の温度にほぼ連動するため、冷却水温度に基づいた燃料噴射割合の算出は、内燃機関の始動直後から可能である。
上述の実施の形態1では、冷却水温度と排気ガス温度に基づいて、吸気弁9が閉弁中に噴射する燃料量と吹き返し期間中に噴射する燃料の割合を算出した場合の制御動作を説明したが、この発明の実施の形態2は、排気ガス温度に変えて、燃焼運転継続時間や燃焼運転継続サイクル数に基づいて、吸気弁9が閉弁中に噴射する燃料量と吹き返し期間中に噴射する燃料量の比率を変更する燃料噴射制御の具体的な方法を提供するものである。
以下、図7、図8を用いて説明する。
図7において、例えばエンジンキーがまわされて内燃機関の燃焼制御が開始されると、ステップS200で、始動後最初に燃料を噴射する前に、吹き返し期間中に噴射する燃料の割合を冷却水温度に基づいて算出する。算出方法は実施の形態1の場合と同じであり、例えば図6に示すような、冷却水温度が低温であれば割合が大きくなる温度に関する複数次数関数、または一次関数、またはデータベースを予め制御プログラムに備えておき、その関数に計測した温度を代入または温度で参照することで求める。
継続サイクル数に基づいて求める。この場合も予め実験から図8に示すような基準となる関数を求めておく。エンジン始動時では吸気弁9の吸気流路11側の表面や吸気流路11壁面の温度が徐々に上昇するため、基準となる関数は、図8に示すように、燃焼運転継続時間または燃焼運転継続サイクル数が短いほど吹き返し期間中に噴射する燃料の割合が大きくなる特性を有する。
5 燃焼空間(気筒)、6 吸気カム、7 排気カム、8 排気弁、9 吸気弁、
10 燃料噴射弁、11 吸気流路、12 カム角信号プレート、
13 カム角センサー、14 エンジンコントローラ、15 スロットル弁、
16 点火プラグ、17 排気流路。
Claims (2)
- 気筒ごとに吸気流路内に燃料を噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関において、各気筒に対して1サイクル中に複数回の燃料噴射を行い、そのうちの1回の噴射を吸気弁が開弁中で吸気流路内への筒内ガスの吹き返しが発生する期間に合わせて行い、
吸気流路内への筒内ガスの吹き返しが発生する期間に合わせて噴射する燃料量の各気筒の1サイクルの合計噴射燃料量に対する割合を、吸気弁の吸気流路側表面温度や吸気流路の内壁面温度と連動して変化する測定量に応じて設定するものであって、
内燃機関の冷却水温度が低いほど、吸気流路内への筒内ガスの吹き返しが発生する期間に合わせて噴射する燃料量の各気筒の1サイクルの合計噴射燃料量に対する割合が大きくなる関数またはデータベースを予め作成し、内燃機関の最初の始動時には、内燃機関の冷却水温度に応じて、上記関数に冷却水温度を代入または上記データベースを冷却水温度で参照することにより、吸気流路内への筒内ガスの吹き返しが発生する期間に合わせて噴射する燃料の割合を設定すると共に、
内燃機関の排気ガス温度が低いほど、吸気流路内への筒内ガスの吹き返しが発生する期間に合わせて噴射する燃料量の各気筒の1サイクルの合計噴射燃料量に対する割合が大きくなる関数またはデータベースを予め作成し、内燃機関の始動後は、内燃機関の排気ガス温度に応じて、上記関数に排気ガス温度を代入または上記データベースを排気ガス温度で参照することにより、吸気流路内への筒内ガスの吹き返しが発生する期間に合わせて噴射する燃料の割合を設定することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御方法。 - 内燃機関の燃焼運転継続時間または燃焼運転継続サイクル数が短いほど、吸気流路内への筒内ガスの吹き返しが発生する期間に合わせて噴射する燃料量の各気筒の1サイクルの合計噴射燃料量に対する割合が大きくなる基準関数を予め作成し、燃焼運転開始当初の冷却水温度に基づいて求めた吸気流路内への筒内ガスの吹き返しが発生する期間に合わせて噴射する燃料の割合に応じて上記基準関数を補正し、内燃機関の始動後は、前記排気ガス温度に基づく燃料割合の設定に代えて、上記基準関数を補正した関数に燃焼運転継続時間または燃焼運転継続サイクル数を代入することにより、吸気流路内への筒内ガスの吹き返しが発生する期間に合わせて噴射する燃料の割合を設定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御方法。
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