JPH0238047Y2 - - Google Patents

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JPH0238047Y2
JPH0238047Y2 JP1983118660U JP11866083U JPH0238047Y2 JP H0238047 Y2 JPH0238047 Y2 JP H0238047Y2 JP 1983118660 U JP1983118660 U JP 1983118660U JP 11866083 U JP11866083 U JP 11866083U JP H0238047 Y2 JPH0238047 Y2 JP H0238047Y2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、燃焼室内にに直接、燃料即ちガソ
リンを噴射して点火栓により点火燃焼させる、い
わゆる筒内直噴機関の改善に関する。
〔従来技術〕
筒内直噴機関は、筒内即ち、燃焼室内に直接、
燃料を噴射しその噴霧に点火するため、層状燃焼
が可能であり、これにより、稀薄燃焼、ひいては
熱効率、燃費の向上が可能であるということで、
現在、研究、開発が行なわれている。
いま、この従来の筒内噴射機関を第1図により
説明する。(実開昭58−56117号公報参照) 第1図において、1は電動ポンプ、2はバツテ
リ、3はイグニツシヨンスイツチ、4は燃料タン
ク、5は燃料ダンパ、6は燃料フイルタ、7はプ
レツシヤレギユレータ、8は直噴用噴射弁、9は
外開き式ポペツト弁、10はアダプタ、11はホ
ルダ、12はストツパ、13はネジ、14は点火
栓、15はビストン、16は燃焼室、17はシリ
ンダヘツド、18はアクセルペダル、19はアク
セル踏込量センサ、20はクランク角センサ、2
1は制御装置である。
直噴用噴射弁8は、所定の燃料噴射時期に、必
要な噴射量に相当するパルス幅の時間だけ、電子
制御により開き、ポペツト弁9へと燃料を供給す
る。燃料は電動ポンプ1により圧送され、第2図
に詳細に示す外開き式ポペツト9のばね9aによ
り定まる開弁圧より高い供給圧で供給されるた
め、ポペツト弁9が開弁し、燃焼室16内に噴射
され、点火栓14により火花点火し燃焼する。
必要な燃料噴射量及び噴射時期はアクセル踏込
量センサ19及びクランク角センサ20からの信
号により制御装置21で判断し、噴射弁のターミ
ナル8aへの電気信号により制御する。
しかしながら、このような従来の筒内直噴機関
にあつては、機関高負荷域から、低負荷域更に、
アイドル運転にいたるまで、各気筒、すべて一本
の噴射弁により燃料を供給する形式となつていた
ため、噴射時期制御を幅広く行なわなければなら
ない他最大から最小までの燃料供給を行なわなけ
ればならなかつた。このため、機関許容の最大回
転数における最大負荷の噴射流量を得ようとする
と、最小噴射量を安定して供給することができ
ず、アイドル回転数が上昇して燃費が悪化し、逆
に、最小噴射量を安定して供給するようにする
と、最大噴射量を短期間に噴射できず、空気との
混合が不良になり、スモークの発生、燃費の悪化
を生ずるという問題点があつた。
上記の問題点は、特に、電子制御による吸入管
燃料噴射方式の低圧型噴射弁を、筒内用の高圧型
噴射弁に改造流用する場合、外開き式ポペツト弁
等の附加装置が機械的に、また、電子回路的に必
要となるので、これら装置全部の精度上昇が付随
できず、どうしても、生ずるものであつた。
〔考案の目的〕
この考案は、筒内直噴機関の許容最大噴射量を
確保すると共に、安定したアイドリングの得られ
るバラツキの小さい最小噴射量を確保することで
ある。
〔考案の構成〕
この考案は、筒内直噴機関において、最大噴射
量を気筒当たりの要求最大噴射量よりも小さく設
定すると共に、所定負荷以上では一定値になる直
噴用噴射弁と、要求最大噴射量からの不足分の範
囲内で燃料を吸気管内に供給可能な吸気管噴射装
置とを備え、機関の要求噴射量が直噴用噴射弁の
最大噴射量を超える運転域での負荷変動に対応し
て吸気管噴射装置を介して燃料供給量を可変制御
する制御装置とを備えることを特徴とするもので
ある。
〔作用〕
直噴用噴射弁の同一パルス幅に対する噴射量が
吸気管噴射装置の噴射量だけ少い、即ち従来の約
半分の噴射量で済むため、最小パルス幅に対する
噴射量、即ち、アイドル回転数における最小噴射
量も、従来の約半分となり、それだけアイドル回
転数を下げることができ、バラツキの小さい最小
噴射量を確保できる。また、高負荷域では直噴用
噴射弁による筒内への主噴射量が固定されている
ため、吸気管噴射装置の噴射開始時、即ち、低中
負荷域から高負荷域への移行時には、固定的、つ
まり、応答遅れのない主噴射量に吸気噴射装置を
介しての副噴射量を加え、吸気噴射装置にて燃料
噴射量を可変制御するようにしたので、応答性が
良好になり、空燃費の制御精度を高く保てる。
〔実施例〕
第3図は、この考案の一実施例を示す図であ
る。まず構成を説明すると、第1図に示す従来例
の構成1〜20に加えて、吸気管22に、予混合
で燃料を供給する吸気管噴射装置24がある。吸
気管噴射装置24は、直噴用噴射弁全体(23で
示す)の噴射弁8とほぼ同形の吸気管噴射弁8′
を有し、そのターミナル8′aに制御装置21か
ら、予混合用噴射量及び噴射時期を与える電気信
号が送られるよう配線される。
この吸気管噴射弁8′の噴射圧は低圧でもよい
が、この実施例では、直噴用噴射弁8と同じ電動
ポンプ1を用い、高圧のものとし、吸入空気とよ
く混合するようにしている。
次にこの実施例の作用を説明する。
従来例同様、アクセルペダル18の踏込量をア
クセル踏込量センサ19により検出し、また、ク
ランク角センサ20により機関回転数及びクラン
ク位置を検出し制御装置21に入力すると、制御
装置21は、必要な噴射量及び噴射時期を求め直
噴用噴射弁8及び吸気管噴射弁8′への噴射量に
応じたパルス幅の電気信号を、所定の噴射時期に
送る。
第4図は負荷に対する噴射時期、即ち、噴射始
め及び噴射終りを圧縮上死点(TDC)、下死点
(BDC)及び排気上死点(TDC)との関連で現わ
したもので、始め、及び終りの間隔が噴射期間
で、これは噴射量により定まるものである。
この図から分るように、この考案の実施例の場
合、(実線で示す)噴射始めは中負荷までは、下
死点以前まで急激に進め、それ以後は噴射機関を
ほぼ一定とするよう緩かに進める。従来は点線で
示すように、噴射弁一個のため、噴射期間を一定
割合で増加するような進め方である。
これらの関係を噴射量と負荷で現わすと第5図
のようになる。即ち、中負荷までは筒内噴射量を
一様に増加し、中負荷以後はこれを一定にして、
それ以上必要な燃料を吸気管噴射量の増加により
補なうものである。実線は本考案の筒内噴射量を
現わし、一点鎖線は同じく吸気管噴射量を現わ
す。なお点線は従来のものである。
第6図は、噴射弁駆動用パルス幅に対する噴射
量の関係を現わす。
一般的に、パルス幅による噴射量制御は、噴射
弁ソレノイドへの通電時間即ちパルス幅を変える
ことにより弁開口時間、つまり、噴射量を比例的
に変えられるので、多く使用されるが、そのパル
ス幅は機関最大回転数で、ラツプしない程度の
5m secの範囲までとされる。
このため、従来は、直噴用噴射弁1個で要求最
大噴射量Qmaxを、噴射用パルス幅Pw1(5msec)
で噴射するよう要求された(点線)。
しかるに、この考案実施例では、吸気管による
予混合噴射量Qiを吸気管噴射用パルス幅Pw2
(5msec)で噴射できるので、筒内噴射量Qcは、
全噴射量Qmaxの約半分で足り、この半分の量
Qcをパルス幅Pw1(5msec)の全範囲内でコント
ロールすればよいことになる。
この結果、筒内噴射量の制御が従来の半分で済
むため、その制御精度は約2倍となり、それだけ
制御が容易となる。
すなわち、筒内噴射弁に要求される最大噴射量
が約半減するため、最小パルス幅に対する最小噴
射量Qmin(従来のもの)が、本考案のQ′minに半
減することになる。これは、とりもなおさず、ア
イドル時の噴射量をそれだけ少くできることを意
味し、噴射量を同一とすれば、アイドル時の噴射
量が少いときの噴射のバラツキも少なくなり。ア
イドル運転性を向上するものである。又、高負荷
域では筒内への主噴射量がQcで固定されている
ため、吸気管噴射量Qiの噴射開始時、即ち低中
負荷域から高負荷域への移行時には、この固定さ
れた筒内噴射量Qcに吸気管への副噴射量Qiを制
御して加算し、吸気管噴射装置にて燃料噴射量を
可変制御するようにしたので、応答遅れが生じて
も副噴射分のみでよくなり、噴射の応答性を向上
できる。これにより、空燃比制御精度を向上で
き、トルク変動を防止でき、結局所望の機関運転
を良好に行えるものである。
以上説明したように、この考案によればその構
成を筒内直噴機関において、最大噴射量を気筒当
たりの要求最大噴射量よりも小さく設定すると共
に、所定負荷以上では一定値になる直噴用噴射弁
と、要求最大噴射量からの不足分の範囲内で燃料
を吸気管内に供給可能な吸気管噴射装置とを備
え、機関の要求噴射量が直噴用噴射弁の最大噴射
量を超える運転域での負荷変動に対応して吸気管
噴射装置を介して燃料供給量を可変制御する制御
装置とを備えることを特徴とする筒内直噴機関と
したため、直噴用噴射弁の噴射量を従来の噴射量
の約半分にすることができ、直噴用噴射弁による
噴射量制御が精度よくでき、アイドル運転がより
安定になるものである。また、低中負荷域への移
行時には応答遅れのない主噴射量に吸気管噴射装
置を介しての副噴射量を加え、吸気管噴射装置に
て燃料噴射量を可変制御するようにしたので、応
答性が良好になり、空燃比の制御精度を高く保つ
ことができる。
また、高い負荷域では、従来よりも予混合の程
度が強く、空気との混合が良いため、スモークの
発生が少なく、高出力でしかも燃費が少なくなる
という効果的改善ができるものである。
なお、吸気管噴射装置は、各気筒ごとの吸気管
ブランチに設けたもので説明したが、これに代り
集合部に1個又は2個の噴射弁を設けたもの、ま
たは、気化器で置換えても良く、要すれば、中速
以後は吸入空気と燃料を良好に混合する予混合型
の燃料供給装置であれば良いものである。
〔考案の効果〕
(1) 筒内噴射機関において、アイドル運転の安定
を図ることができる。また、低中負荷域から高
負荷域への移行時にすぐれた応答性を発揮する
ことができる。
(2) 稀薄燃焼方式とし、燃費を低減することがで
きる。
(3) 高出力の機関とすることができる。
(4) 高負荷において、スモークを軽減することが
できる。
(5) 多量生産型の安価な噴射弁を使用することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のシステム図、第2図はポペツト
弁の拡大断面図、第3図は、この考案の一実施例
のシステム図、第4図は負荷に対する筒内噴射時
期を示す性能図、第5図は負荷に対する噴射量を
示す性能図、第6図はパルス幅に対する噴射量を
示す性能図である。 図面の主要な部分を表わす符号の説明、8……
直噴用噴射弁、9……ポペツト弁、10……アダ
プタ、11……ホルダ、12……ストツパ、14
……点火栓、15……ピストン、16……燃焼
室、17……シリンダヘツド、18……アクセル
ペダル、19……アクセル踏込量センサ、20…
…クランク角センサ、21……制御装置、8′…
…吸気管噴射弁、22……直噴用噴射弁全体、2
4……吸気管噴射装置。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 筒内直噴機関において、最大噴射量を気筒当た
    りの要求最大噴射量よりも小さく設定すると共
    に、所定負荷以上では一定値になる直噴用噴射弁
    と、要求最大噴射量からの不足分の範囲内で燃料
    を吸気管内に供給可能な吸気管噴射装置とを備
    え、機関の要求噴射量が直噴用噴射弁の最大噴射
    量を超える運転域での負荷変動に対応して吸気管
    噴射装置を介して燃料供給量を可変制御する制御
    装置とを備えることを特徴とする筒内直噴機関。
JP11866083U 1983-08-01 1983-08-01 筒内直噴機関 Granted JPS6028243U (ja)

Priority Applications (1)

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JP11866083U JPS6028243U (ja) 1983-08-01 1983-08-01 筒内直噴機関

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JP11866083U JPS6028243U (ja) 1983-08-01 1983-08-01 筒内直噴機関

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Publication Number Publication Date
JPS6028243U JPS6028243U (ja) 1985-02-26
JPH0238047Y2 true JPH0238047Y2 (ja) 1990-10-15

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ID=30272645

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JP2004190587A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Toyota Motor Corp ピストン頂部に複数の凹部を有するエンジン

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