JPH02215943A - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

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、エンジンの全運転領域で燃料暮噴射するｍｌ
噴射弁と高負荷運転域で第１噴射弁にオーバラップされ
て燃料を噴射する第２噴射弁とを有するエンジンの燃料
噴射装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、エンジンの燃料噴射装置に関しては、例えば、特
開昭６０−１０８５４５号公報に開示されたものなどが
あった。このものでは、エンジンの全運転領域で燃料を
噴射する第１噴射弁と、エンジンの高負荷域で燃料を噴
射する第２噴射弁とを備え、変速機が低速ギア位置にシ
フトされているとき、第２噴射弁の作動をエンジンの負
荷状態にかかわらず停止させており、これにより、低速
ギアでの運転時における第２噴射弁の作動に起因するエ
ンジンの出力変動を抑止するようになっている。

また、上記公報に開示されているように、第１噴射弁お
よび第２噴射弁とを備えてそれら噴射弁をエンジンの運
転状態に応じて切替作動させるようなエンジンの燃料噴
射装置では、エンジン負荷が変化して第２噴射弁に作動
要求が出された際は、その第２噴射弁が起動されると共
に、第１噴射弁が受持つ燃料の噴射比率を減少させるよ
うに制御して、第１および第２の両噴射弁を使用する場
合の空燃比の適正化が図られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、一般に、エンジンの全運転領域で作動さ
れる第１噴射弁が吸気系路のエンジンの燃焼室側に配設
されるのに対し、高負荷域で作動される第２噴射弁は、
燃料の微粒子化のため上記第１噴射弁よりも上流側の吸
気系路に配設され、その位置が第１噴射弁より燃焼室か
ら若干離されることから、第２噴射弁を起動させてもそ
れによる霧化燃料の燃焼室への到達時間が第１噴射弁に
比して遅れて第２噴射弁起動直後の空燃比が最適値から
ずれたものとなり、第２噴射弁の起動に際してエンジン
出力が変動するという不都合があった。

このため、第２噴射弁の起動時における第１噴射弁の噴
射比率の減少を、上述の輸送遅れ時間を考慮した一定時
間遅らせ、すなわち、第２噴射弁の起動時第１噴射弁の
噴射比率を一定時間起動直前の比率で一定に維持させる
制御を採用して、これにより、上述の輸送遅れに起因す
る空燃比のずれを防止し、エンジンの出力変動を抑止す
ることが考えられている。

しかしながら、上述した輸送遅れ時間は吸気量（吸気流
速）や吸気温度など吸気系統における諸条件により変化
するものであり、そうした諸条件がエンジンの運転状況
（負荷変動）に応じて時々刻々と変化しているため、上
述のように第２噴射弁の起動時において第１噴射弁の噴
射比率を一定時間一定で作動させたのでは、その一定時
間に輸送遅れ時間が適合する場合にはエンジンの出力変
動を抑止できるものの、上記諸条件に応じて様々に変化
する輸送遅れ時間の全てには対応できず、吸気系統にお
ける諸条件の状況変化によっては第２噴射弁の起動に際
して上述の輸送遅れに起因する空燃比のずれを生じ、エ
ンジン出力が変動することとなり問題があった。

この発明は、上記のような背景に鑑みてなされたもので
あり、第１噴射弁と第２噴射弁との噴射比率の切替に際
して上述の期間を、吸気量や吸気温度など吸気系統にお
ける諸条件の変化状況にかかわらず常に適切なものとで
きるエンジンの燃料噴射装置を提供することをその目的
とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、この発明は、エンジンの全運
転領域で燃料を噴射する第１噴射弁とエンジンの高負荷
運転域で第１噴射弁にオーバラップされて燃料を噴射す
る第２噴射弁とを有し、第２噴射弁の起動・停止に際し
て第１噴射弁の第２噴射弁に対する噴射比率を一定期間
一定に制御するようにしたエンジンの燃料噴射装置にお
いて、噴射され霧化された燃料のエンジンの燃焼室への
輸送状態を検出する検出手段と、検出手段で検出された
燃料の輸送状態に応じて第１噴射弁の上述した一定期間
を変更する制御手段とを備えたことを特徴とする。

（作　用） 以上のように構成すると、霧化燃料のエンジン燃焼室へ
の輸送状態に関する各種情報を検出手段により検知し、
その各種情報に基づいて制御手段が第１　ｕｐ射弁の第
２噴射弁に対する噴射比率一定期間を変更制御するので
、第２噴射弁の起動・停止に際しての噴射制御を適切な
ものとできる。

（実　施　例） 以下、この発明の実施例を添付図面を参照しながら説明
する。

第１図は、本発明によるエンジンの燃料噴射装置の好適
な一実施例を概略的に示す構成図である。

本発明は基本的には、エンジン１の全運転領域で燃料を
噴射する第１噴射弁５とエンジン１の高負荷運転域で第
１噴射弁５にオーバラップされて燃料を噴射する第２噴
射弁６とを有し、第２噴射弁６の起動・停止に際して第
１噴射弁５の第２噴射弁６に対する噴射比率を一定期間
一定に制御するようにしたエンジンの燃料噴射装置にお
いて、噴射され霧化された燃料のエンジン１の燃焼室２
への輸送状態を検出する検出手段７，８，１０゜２１と
、検出手段７．８，１０．２１で検出された燃料の輸送
状態に応じて第１噴射弁５の上述の一定期間を変更する
制御手段２２とを備えて構成される。

同図に示すエンジン１は、噴射弁により燃料を吸気系路
に噴射し、それによる霧化燃料を燃焼室２内に導く、燃
料噴射式のものに構成され、燃焼室２とエアクリーナ３
とを連通して吸気系路を構成する吸気通路４には、複数
の噴射弁（インジェクタ）、つまりエンジン１の全運転
領域で燃料を噴射する第１噴射弁５と、エンジン１の高
負荷域で燃料を噴射する第２噴射弁６とが配され、デュ
アルインジェクタ方式の燃料噴射装置として構成されて
いる。

この吸気通路４には、エアクリーナ３を介して吸入され
る空気の流量（吸気量）を検知するエアフロメータ７と
、その吸入空気の温度を検知する吸気温度センサ８と、
吸入空気の流量を適宜調整するためのスロットル弁９と
、上述の第２噴射弁６および第１噴射弁５とが、エアク
リーナ３側から燃焼室２側へ順に配設されており、さら
に第１噴射弁５近傍部位に、吸気管温度を間接的に検出
するためエンジンの冷却水温度を検知する冷却水温度セ
ンサ１０が配設される。

なお、燃焼室２においては、吸気通路４との連通部に吸
気弁１１が、排気通路１２との連通部に排気弁１３が各
々配設されると共に、その所定部に点火プラグ１４が配
設される。また、排気通路１２には、排気中の酸素濃度
を検知する０２センサ１５が配設されており、この０２
センサ１５により検知される酸素濃度から後述するエン
ジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵという）２２
にてエンジン１の空燃比を判断している。さらに、燃焼
室２下方のクランク室には、図示しないクランク軸の回
転位置を検知するクランク角度センサ１６が配設される
。

第１噴射弁５と第２噴射弁６には、燃料タンク１７から
燃料が供給される。つまり、燃料タンク１７から燃料フ
ィルタ１８および燃料ポンプ１９を介して上記第１噴射
弁５．第２噴射弁６に至る燃料系路が構成されると共に
、その第２噴射弁６の下流側には燃圧レギュレータ２０
が設けられており、この燃圧レギュレータ２０により上
記燃料系路における燃料圧力が所定値に安定化される。

なお、この燃圧レギュレータ２０は、吸気負圧により作
動するもので、そのため吸気通路４のスロットル弁９近
傍下流側に接続される。そして余剰燃料はこの燃圧レギ
ュレータ２０から燃料タンク１７に戻される構成となっ
ている。

また、第１噴射弁５近傍の燃料系路には、燃料の温度を
検知する燃料温度センサ２１が配設される。

ここに、エアフロメータ７、吸気温度センサ８゜冷却水
温度センサ１０，０２センサ１５．クランク角度センサ
１６．燃料温度センサ２１など各センサ類による各検知
信号は、エンジン１の運転状況を示す諸情報となるもの
で、制御手段であるＥＣＵ２２に送られる。そのＥＣＵ
２２は制御用コンピュータであり、入力端に上記各セン
サ類が接続され、出力側には第１噴射弁５．第２噴射弁
６およびイグナイタコイル２３を介して点火プラグ１４
が各々接続される。

すなわち、ＥＣＵ２２は、上記各センサ類によ・る各検
知信号つまりエンジン１の運転状況を示す諸情報に基づ
き燃料噴射制御および点火時期制御などの各種エンジン
制御を、内臓した所定の制御プログラムに従って行なう
ものである。

第２図は、ＥＣＵ２２による本発明にかかる燃料噴射制
御を示すタイムチャートである。

ＥＣＵ２２による燃料噴射制御では、エンジン１の全運
転領域において第１噴射弁５から燃料噴射させるが、エ
ンジン１の高負荷域においては、第１噴射弁５が受持つ
燃料の噴射比率（分配係数）を０．５に減少し、第２噴
射弁６の分配係数を０゜５として両噴射弁から燃料噴射
させるものである。

このとき、第２噴射弁６の起動に際しては、当該第２噴
射弁６が起動後直ちに分配係数０．５で作動できないの
でそれに伴う輸送遅れ時間を見込み必要燃料量の不足を
補い得る所定時間Ｔ、だけ第１噴射弁５の分配係数を１
．０として両噴射弁を作動させ、他方、第２噴射弁６の
停止に際しては、第２噴射弁６の分配係数を０゜５から
０に切替えるが、同様、第２噴射弁６が切替え後直ちに
停止できないので、それにともない必要燃料量よりも過
多にならないように所定時間Ｔ２だけ第１噴射弁５の分
配係数を０．５として両噴射弁を作動させる。そして本
発明にあっては、この噴射比率−定の作動時間Ｔ　＋　
、　Ｔ　２を、一定期間ではなく、前述した各センサ類
による各検知信号に基づいて適宜変更するようになって
いる。なお、上記各センサ類による各検知信号は、前述
したようにエンジン１の運転状況を示す諸情報となるも
のであるが、ここでは主に霧化燃料の燃焼室２への輸送
に関する各種情報として利用され、ＥＣＵ２２は輸送遅
れを補う補正値を決定し、それら補正値により作動時間
Ｔ、、Ｔ２を変更制御するようになっている。

第３図は、本発明にかかる燃料噴射制御の制御プログラ
ムを概略的に示すフローチャートである。

また、第４図は、そのサブルーチンを示すフローチャー
トである。

同図に示す燃料噴射制御では、起動されるとまず、処理
Ｓｌにてエンジン１の運転状況を示すフラグＦを０にリ
セットする。このフラグＦは、エンジン１が高負荷域、
つまり第５図に示すようにその回転数が所定値ＲＯを超
え、かつ負荷も所定値Ｌｏを超えるような高負荷域にて
運転されるとき１にセットされ、それ以外の運転状況（
低負荷域）では０とされる。すなわち、処理Ｓｌでは、
初期設定のためフラグＦを０とするものである。

続いて、処理Ｓ２にて有効噴射時間Ｔｐを演算する。こ
の有効噴射時間Ｔｐは、基本噴射時間Ｔ６に、暖機増量
Ｃｗや加速補正ＣＡなどエンジン１の運転状況に応じて
決定される種々の補正係数を加味して求められるもので
、 Ｔ　Ｉ）　−Ｔ　［！　　（１＋　Ｃｗ　＋　Ｃ＾＋・
・・・・・）・・・■と表され、処理Ｓ２では上記演算
式（１）が実行される。

その後、処理Ｓ３にて第１噴射弁５に対する分配係数Ｄ
ＥＰと第２噴射弁６に対する分配係数ＤＥＳを決定する
。この処理Ｓ３は、第４図に示すようなサブルーチンと
なっており、霧化燃料の燃焼室２への輸送に関する各種
情報となるエアフロメータ７、吸気温度センサ８．燃料
温度センサ２１、冷却水温度センサ１０による各検知信
号から決定される吸気量補正Ｑａ、吸気温度補正ＴＨＡ
。

燃料温度補正ＴＨＦ、吸気管面温度補正ＴＨＭに基づき
作動時間Ｔ、、Ｔ２も演算するものである。

次に、処理Ｓ４にて第１噴射弁５に対する開弁期間ｐｗ
ｓ　ｐと、第２噴射弁６に対する開弁期間ＰＷＳｓを演
算する。これらの開弁期間ｐｗｓ　ｐ。

ＰＷＳｓは、各々に対する分配係数ＤＥＰ、ＤＥＳを有
効噴射時間Ｔｐに各々乗じ、その結果に噴射弁の応答遅
れを見込んだ無効噴射時間ＴＢを各々加えることで求め
られ、すなわち、 Ｐ　Ｗ　Ｓ　ｐ　＝　Ｔ　ｐ　ｘ　Ｄ　Ｅ　Ｐ　＋　Ｔ
　ａ　　・・・・・・■ＰＷＳｓ−ＴｐｘＤＥＳ＋Ｔａ
　　＋＋＋＋＋■と表される。

そして、次の処理Ｓ５にて第１噴射弁５および第２噴射
弁６を処理Ｓ４により求めた開弁期間ＰＷＳｐ、ＰＷＳ
ｓ各々駆動し、その後処理Ｓ２に戻り、以下同様に繰り
返すループ作動を行なうものである。

さて、第４図に示すサブルーチン（処ＦＪ！Ｓ３　）を
さらに詳しく説明する。

このサブルーチンは起動されるとまず、輸送遅れの補正
値となる吸気量補正Ｑａ、吸気温度補正ＴＨＡ、燃料温
度補正ＴＨＦ、吸気管而温度面正ＴＨＭの現時点におけ
る最新値を、予め備えた対応テーブルから読込む（処理
５３１）。これらの各補正値は、霧化燃料の燃焼室２へ
の輸送に関する各種情報となる前述の各センサ類による
各検知信号値から決定されるもので、上記対応テーブル
はそれら両者間の対応をテーブル化したものであり、複
雑な演算を行なうことなく各補正値を決定するためのも
のである。

続いて、エンジン１の運転状況を判断しく処理５３２）
、運転状況が高負荷域の場合は処理５３３から処理Ｓ４
２までを適宜実行し、それ以外の低負荷域の場合は処理
８３３′から処理８４２′　までを適宜実行して各々メ
インプログラムに戻る。

すなわち、エンジン１の運転状況が低負荷域から高負荷
域に移行する際、および移行後は、処理Ｓ３３から処理
Ｓ４２までの一連の処理によることになるが、まず移行
する際は、タイマが計時中か否かを判断する処理Ｓ３３
およびフラグＦが１か否かを判断する処理Ｓ３４を通過
して、第２噴射弁６の起動に際しての第１噴射弁５の噴
射比率を一定とする時間Ｔ、を演算する（処理５３５）
。そして、タイマをリセットしく処理３３Ｂ）、起動さ
せ（処理５３７）、その時間経過を監視する（処理８３
８）。

この際、切替作動における分配係数ＤＥＰ、ＤＥＳを決
定しく処理５３９）、フラグＦを１として（処理５４２
）メインプログラムに戻る。一方、移行後作動時間Ｔ１
経過後は、タイマを停止しく処理５４０）、分配係数Ｄ
ＥＰ、ＤＥＳを高負荷域における値に変更しく処理５４
１）、フラグＦを１として（処理５４２）メインプログ
ラムに戻る。

また、エンジンｌの運転状況が高負荷域から低負荷域に
移行する際および移行後は、処理８３３′から処理８４
２′　までの一連の処理によることになり、これら一連
の処理は上述の処理Ｓ３３から処理Ｓ４２までと同様な
のでその説明を省略する。

なお、作動時間Ｔ、、Ｔ２は、基本時間ｉ１＋ｔ２に、
前述した各補正値つまり吸気量補正Ｑａ。

吸気温度補正ＴＨＡ、燃料温度補正ＴＨＦ、吸気管面温
度補正ＴＨＭを乗する演算、つまり７　、−　ｔ　ＨＸ
　Ｑ　ａ　ｘ　Ｔ　ＨＡ　Ｘ　Ｔ　ＨＦ　Ｘ　Ｔ　ＨＭ
−■Ｔ２−ｔ２ＸＱａＸＴＨＡＸＴＨＦＸＴＨＭ−・・
■と表される演算により求められ、これらの演算が処理
Ｓ３５および処理Ｓ３５′　にて実行される。そして、
吸気量補正Ｑａは吸気空気量が少ないほど、吸気温度補
正ＴＨＡは吸気温度が低いほど、燃料温度補正ＴＨＦは
燃料温度が低いほど、吸気管面温度補正ＴＨＭは吸気通
路外壁面の温度が低いほど、各々増大される。したがっ
て、作動時間Ｔ１゜Ｔ２は、霧化燃料の燃焼室２への輸
送状態に応じて変更されることとなり、その輸送状態に
対応したものとなる。

すなわち、このような構成によれば、エアフロメータ７
、吸気温度センサ８．燃料温度センサ２１、冷却水温度
センサ１０による各検知信号が霧化燃料の燃焼室２への
輸送に関する各種情報としてＥＣＵ２２に入力され、そ
のＥＣＵ２２によって、それら各種情報から輸送遅れの
補正値が決定され、それらの補正値に応じて第１噴射弁
５の噴射比率を一定に維持する作動時間Ｔ、、Ｔ２が増
減変更されるので、その作動時間Ｔ、、Ｔ２を霧化燃料
の燃焼室２への輸送状態に応じて変更させることができ
、その輸送状態に対応したものとできる。

したがって、作動時間Ｔ、、Ｔ、を、吸気量や吸気温度
など吸気系統における諸条件の状況変化に対応させて常
に適切なものとでき、これにより空燃比のずれを防止で
き、エンジン１の出力変動を抑止できる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、この発明にかかるエンジン
の燃料噴射装置によれば、霧化燃料のエンジン燃焼室へ
の輸送状態に関する各種情報を検出手段により検知し、
その各種情報に基づいて制御手段が第１噴射弁の第２噴
射弁に対する噴射比率一定期間を変更制御するので、第
２噴射弁の起動・停止に際しての噴射制御を吸気量や吸
気温度など吸気系統における諸条件の状況変化に対応さ
せて適切なものとできる。これにより空燃比のずれを防
止でき、エンジン出力の変動を抑止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるエンジンの燃料噴射装置の好適な
一実施例を概略的に示す構成図、第２図は燃料噴射制御
を示すタイムチャート、第３図は燃料噴射制御の制御プ
ログラムを概略的に示すフローチャート、第４図は第３
図に示すプログラムのサブルーチンフローチャート、第
５図はエンジン負荷の説明図である ｌ・・・・・・エンジン　　　　　２・・・・・・燃焼
室５・・・・・・第１噴射弁　　　　６・・・・・・第
２噴射弁２２・・・制御手段（ＥＣＵ） ７．８，１０．２１・・・検出手段 （エアフロメータ、吸気温度センサ 冷却水温度センサ、燃料温度センサ） 第 鳳 図 第３図 ′ｉ＠２図 第５図 エシジフコ参五が。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの全運転領域で燃料を噴射する第１噴射弁と該
   エンジンの高負荷運転域で該第１噴射弁にオーバラップ
   されて燃料を噴射する第２噴射弁とを有し、該第２噴射
   弁の起動・停止に際して上記第１噴射弁の該第２噴射弁
   に対する噴射比率を一定期間一定に制御するようにした
   エンジンの燃料噴射装置において、噴射され霧化された
   燃料の上記エンジンの燃焼室への輸送状態を検出する検
   出手段と、該検出手段で検出された燃料の輸送状態に応
   じて上記第１噴射弁の上記一定期間を変更する制御手段
   とを備えたことを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。