JPH0454240A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

内燃機関の燃料供給装置

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JPH0454240A
JPH0454240A JP16428490A JP16428490A JPH0454240A JP H0454240 A JPH0454240 A JP H0454240A JP 16428490 A JP16428490 A JP 16428490A JP 16428490 A JP16428490 A JP 16428490A JP H0454240 A JPH0454240 A JP H0454240A
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JP
Japan
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wall flow
flow quantity
fuel
flow rate
air supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP16428490A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroko Ogita
小木田 浩子
Teruyuki Ito
伊東 輝行
Tsutomu Nakada
勉 中田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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、機関吸気系に燃料噴射弁を備える内燃機関の
燃料供給装置に関する。
〈従来の技術〉 従来の内燃機関の燃料供給装置として、吸気通路内壁に
沿って液状に流れる燃料の壁流量を検出すべく機関の吸
気通路内壁の一箇所に電極式の壁流量センサを設置し、
燃料噴射弁により噴射供給する燃料量を、壁流量の多少
に応じて、補正するようにしたものがある(特開昭63
−170538号公報参照)。
具体的には、定常運転状態における機関運転状態毎に最
適な壁流量を予め記憶しておき、その壁流量と、センサ
により検出したそのときの実際の壁流量との差に応じて
、前記補正を行う。
これにより、加(減)速時に燃料遅れか発生して、実際
の壁流量がそのときの定常運転状態の壁流量より減少(
増加)しても、その差に応じて燃料噴射量を増量(減量
)補正して、実際の空燃比を適正な空燃比に近づけるよ
うにしている。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来の内燃機関の燃料供給装
置は、壁流量自体を低減するものではないため、燃費や
エミッションの改善かなされないという問題点があった
また、機関温度が低いとき及び高負荷時で噴射燃料量か
多いときには、噴射燃料の霧化か悪化するため、より壁
流量が増加して、上記の問題点が更に助長されるという
問題点もあった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、壁流量を少
なくてきる内燃機関の燃料供給装置を提供することを目
的とする。
〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するため、本発明では、第1図に示す
ように、機関吸気系に燃料噴射弁(a)を備える内燃機
関の燃料供給装置において、下記の(b)〜(glの手
段及び装置を設ける構成とする。
(b)  吸気通路壁に配置した反射型光センサからの
信号に基づいて壁流量を検出する壁流量検出手段 (C)  機関運転状態を検出する運転状態検出手段(
d)  検出された壁流量に基づいて壁流量が最小とな
るように、機関運転状態毎に燃料噴射弁の噴射タイミン
グを制御する噴射制御手段 (e)  壁流量が多い運転状態のとき(壁流量か多(
なる冷間時、高負荷時、或いは直接壁流量をみて、壁流
量が所定値以上のとき)に、空気供給信号を出力する空
気供給制御手段 げ)前記空気供給信号を受けて、燃料噴射弁に噴射燃料
の霧化促進用の空気を供給する空気供給装置 く作用〉 上記の構成によると、壁流量検出手段により、反射型光
センサからの信号に基づいて壁流量を検出し、運転状態
検出手段により、機関の運転状態を検出し、噴射制御手
段により、壁流量か最小になるように、機関運転状態毎
に燃料噴射弁の噴射タイミングを制御して、燃料噴射を
行う。
そして、空気供給制御手段により、壁流量か多い運転状
態のときに、空気供給信号を出力して、空気供給装置を
作動させ、燃料噴射弁に補助的に空気を供給することに
より、噴射燃料の霧化を促進する。もって、−層、壁流
量が減少する。
〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図を参照して、一実施例のシステムを説明する。
燃焼室l上端のシリンダヘッド2には、吸気ポート3と
排気ボート4とが形成されている。
燃焼室1の吸気ポート側開口部は、吸気バルブ6の昇降
により開閉されるようになっており、燃焼室1の排気ボ
ート側開口部は、排気バルブ8の昇降により開閉される
ようになっている。
吸気ポート3は、上流側で、吸気マニホールド9に連通
しており、吸気マニホールド9の吸気ポート3寄りには
、燃料噴射弁10が吸気バルブ6の手前側を指向して、
臨んでいる。
尚、燃料噴射弁1oには、図示しない空気ポンプから電
磁弁11を介して空気(アシストエア)を供給される空
気供給装置12が備えられており、燃料噴射弁10のノ
ズル10aの周囲を囲むガイド筒り2a内に、空気通路
12bを介して空気が供給され、噴射口12cより、噴
射燃料を霧化しつつ、噴射される。
ここで、壁流量検出用の反射型光センサとして光ファイ
バーを用いている。
光ファイバー13の検出端13aは、吸気バルブ6周縁
の吸気ポート3の図で吸気バルブ6の左側に壁面に面一
に露出している。
この光ファイバー13は、主に、屈折率の大きいコアと
、その周囲にあってそれより屈折率の小さいクラッドと
からなり、検出端18aに投・受光部を有している。
光ファイバーの基端13bは、発光素子・光電変換素子
14に接続されており、発光素子(光源)がらの光を投
光部に伝搬し、反射された光を受光部から伝搬して、電
気信号に変換し、図示しないコントロールユニットに入
力する。
つまり、検出端13a(投・受光部)周りに壁流がある
と、光フアイバーガラスと燃料(液体)との屈折率の差
が小さくなるため、透過率が高くなり、反射光強度が低
下する。
もって、反射光の強弱に基づいて壁流の有無を判断でき
る。
尚、光の屈折率の変化を利用したセンサとしては、特開
昭59−44641号公報などの例がある。
ここで、第3図を参照して、壁流の有無から壁流量の多
少を知る一方法を説明する。
横軸には、クランク角をとる。
縦軸には、反射光強度をとり、壁流がないとき、つまり
投光部からの光が最も多く受光部に反射して戻ってくる
ときの反射光強度を1とし、これの所定割合にスライス
レベルをおく。これは運転条件の変化に伴って変わる。
そして、光ファイバー13による反射光強度がスライス
レベルを下回っている間(クランク角区間CA)、光フ
ァイバーの検出端13aに壁流があったと見做す。
もって、クランク角区間CAの大小によって、壁流量の
多少を知ることかできる。
つまり、壁流量が多いと、壁流が燃焼室1に流入し終わ
るまでの時間か長くかかるので、これをその間のクラン
ク角区間の大小によって知ることかできる。
具体的には、壁流量か多い場合は、図示破線の如くクラ
ンク角区間CA、か長くなる。一方、壁流量が少ない場
合は、図示実線の如くクランク角区間CA 2が短くな
る。
第4図のフローチャートを参照して、機関回転に同期し
て実行される、空気供給装置の作動制御及び噴射タイミ
ング制御のルーチンを説明する。
ステップ1(図中Slと記す。以下同様。)では、機関
の運転状態を示すパラメータとして、クランク角センサ
からの信号に基づいて算出された機関回転数N、エアフ
ローメータからの信号に基づいて検出された吸入空気流
量Q及び機関冷却水温Twを入力する。
ステップ2では、機関冷却水温Twか所定値以下(冷間
時)または機関運転状態が所定負荷以上(高負荷時)で
あるか否かを判定する。
つまり、第5図に示すように、冷間時には、噴射燃料が
気化しにくいために、霧化が悪化して、壁流量が増大し
、また、第6図に示すように、高負荷時には、噴射燃料
が多量になるので、同様に霧化が悪化して、壁流量が増
大するので、冷間時または高負荷時において、後述する
ように、霧化促進のために、空気供給装置12を作動さ
せる空気供給信号を出力させるべく、これらの運転状態
のときを、空気供給信号出力の判断の基準とする。
冷間時でも高負荷時でもないと判定されたときは、ステ
ップ3に進む。
ステップ3では、空気供給信号が出力されている(出力
中)か否(それ以外)かを判定する。
それ以外と判定されたときは、ステップ4に進む。
ステップ4では、空気供給装置11が非作動の場合にお
ける機関回転数Nと吸入空気流量Qとに応じて噴射タイ
ミングを記憶したRAM上のマツプ■から、ステップ1
で入力したそのときの運転状態に応じた噴射タイミング
T、Iを検索して、ステップ5で、それを噴射タイミン
グTに代入し、そのタイミングで、燃料噴射弁10を介
して燃料噴射を行わせる。
その後、ステップ11以降に進んで、この噴射タイミン
グTを所定量ずつ振らせて、更に最適な、つまり壁流量
が最小となる噴射タイミングを選定する。
ステップ2の判定で、冷間時または高負荷時であると判
定されたときは、ステップ6に進む。
ステップ6では、ステップ3と同様に、空気供給信号が
出力されている(出力中)か否(それ以外)かを判定す
る。
それ以外と判定されたときは、ステップ7で、空気供給
装置12を作動させるべく、空気供給信号の出力を開始
させて、ステップ8に進むが、出力中と判定されたとき
は、そのままステップ8に進む。
尚、空気供給装置12の作動中、空気の供給は、燃料噴
射弁IOからの燃料の噴射に同期してなされる。
ステップ8では、空気供給装置12が作動している場合
における機関回転数Nと吸入空気流量Qとに応じて噴射
タイミングを記憶したRAM上のマツプ■から、ステッ
プ1で入力したそのときの運転状態に応じた噴射タイミ
ングTM■を検索して、ステップ9で、それを噴射タイ
ミングTに代入し、そのタイミングで、燃料噴射弁10
を介して燃料噴射を行わせる。
その後、同様に、ステップ11以降に進んで、この噴射
タイミングTを所定量ずつ振らせて、更に最適な、つま
り壁流量が最小となる噴射タイミングを選定する。
また、ステップ3の判定で、出力中と判定されたときは
、ステップ10に進んで空気供給装置11を非作動にす
べく、空気供給信号の出力を停止させて、ステップ4,
5に進む。
そして、ステップ11で、学習条件が成立しているか否
かを判定する。つまり、機関運転状態が定常状態であれ
ば、学習条件成立として、ステップ12に進み、そうで
ないときは、学習条件不成立として、このままこのルー
チンを終了する。
ステップ12では、演算された壁流量または壁流率(壁
流量/燃料噴射量)を入力するが、本実施例では、前述
したように、壁流量を示すものとしてクランク角区間C
A +を入力する。
ステップ13では、噴射タイミングTを所定量ΔT早め
て、それを新たな噴射タイミングTとし、そのタイミン
グで、燃料噴射弁10を介して燃料噴射を行わせる。
ステップ14では、この噴射タイミングTによる噴射に
おける壁流量を示すものとしてクランク角区間CA t
を入力する。
ステップI5では、CA + とCA 2とを比較して
、CAI >CA*  (壁流量減少)のときは、噴射
タイミングT変更の方向がこの方向(早める方向)で正
しかったことを示しているので、クランク角区間CA 
2が減少する限りにおいて、噴射タイミングTを早める
操作を繰り返す。
つまり、ステップ16で、クランク角区間CA2をクラ
ンク角区間CA、に代入し、ステップ17でフラグFを
立てて、ステップ13に戻る。
また、ステップ15の判定で、CA + ≦CA2(壁
流量増加)のときは、ステップ18に進む。
ステップ18では、フラグFが立っているか否かを判定
する。立っているときは、クランク角区間CA2  (
壁流量)が最小値となる噴射タイミングTが判明したこ
とを示しているので、ステップ23に進む。
一方、立っていないときは、最初にステップ13で、噴
射タイミングTを早めた結果、壁流量が増加したことを
示しているので、つまり、最初に噴射タイミングTを早
めたことが間違いだったことを示しているので、今度は
、噴射タイミングTを遅くして、壁流量の変化をみるべ
く、ステップ19に進む。
ステップ19では、クランク角区間CA 2をクランク
角区間CA rに代入する。
ステップ20では、噴射タイミングTを所定量ΔT遅ら
せて、これを新たな噴射タイミングTとし、そのタイミ
ングで、燃料噴射弁10を介して燃料噴射を行わせる。
ステップ21では、この噴射タイミングTによる噴射に
おける壁流量を示すものとしてクランク角区間CA、を
入力する。
また、ステップ22では、CA、とCA2とを比較して
、CAI >CA2  (壁流量減少)のときは、噴射
タイミングT変更の方向かこの方向(遅くする方向)で
正しかったことを示しているので、クランク角区間CA
 2が減少する限りにおいて、噴射タイミングTを遅く
する操作を繰り返すべく、ステップ19に戻る。
ステップ22の判定で、CA、≦CA2(壁流量増加)
のときは、クランク角区間CA2 (壁流量)が最小値
となる噴射タイミングTが判明したことを示しているの
で、この操作を終了して、ステップ23でフラグFをク
リアする。
ステップ24では、ステップ13で早めた噴射タイミン
グTまたはステップ20で遅くした噴射タイミングTが
、吸気行程中に噴射することができる範囲内(最進角噴
射タイミングTAと最遅角噴射タイミングT、との間)
にあるか否かを判定して、範囲内のときは、ステップ2
6に進んで、ステップ4またはステップ8で検索するマ
ツプをステップ13で早めた噴射タイミングTまたはス
テップ20で遅くした噴射タイミングに書き換えて、こ
のルーチンを終了する。
また、ステップ24の判定で、範囲内にないときは、ス
テップ25で、噴射タイミングTが最進角噴射タイミン
グTAを超えているときはTAに固定し、最遅角噴射タ
イミングT、を超えているときはTIに固定して、ステ
ップ26で、この値にステップ4またはステップ8で検
索するマツプを書き換えて、このルーチンを終了する。
つまり、噴射タイミングTについては、応答性の面から
吸気行程中に噴射を行うことを想定しており、そのため
、噴射タイミングTは常に、吸気行程噴射が可能な、最
進角噴射タイミングTAと最遅角噴射タイミングT、ど
の間にあることを条件としている。
尚、空気供給装置12を常時は作動させないようにした
のは、機関の効率を低下させないためてあてる。
また、噴射タイミング用のマツプとして、2種類(マツ
プI、マツプ■)のものを使用したのは、下記の理由に
よる。
即ち、噴射燃料は、吸入空気によりその方向が曲げられ
るが、空気供給装置12作動中と、非作動中とでは、噴
射燃料の噴霧径が異なるので、吸入空気によりその方向
が曲げられる程度が大きく異なる。
もって、同じマツプを用いて、噴射タイミングを検索し
て、その後、所定量へTずつ振らせて最適な噴射タイミ
ングを選定するようにすると、選定終了までに時間がか
かる。
そこで、空気供給装置12作動中と非作動中とで、それ
ぞれに適したマツプを使用することによって、早く最適
な噴射タイミングを選定できるようにしている。
より具体的には、下記の通りである。
即ち、通常、噴射燃料は、吸気バルブ6の手前を狙って
噴射されるが、空気供給装置12が作動していると、噴
射燃料の噴霧径は、より小さくなるため、吸入空気に乗
りやすくなっているので、吸気バルブ6が開いた直後に
噴射すると、吸入空気により、吸気バルブ6上方にまで
曲げられ過ぎて、壁流になり易くなる。もって、この場
合は、噴射燃料が吸気バルブ6に到着する直前に吸気バ
ルブ6が開くように、噴射タイミングを選ぶのがよい。
また、空気供給装置12が非作動のときは、噴霧径は大
きく、噴霧は重いので、吸入空気により曲げられる程度
が小さい。もって、この場合は、噴射タイミングは、吸
気バルブが開いた直後にすると、吸入空気により、効率
よく燃料室l内に流入させることができる。
ここで、ステップ1が運転状態検出手段に相当し、ステ
ップ5. 9.13.20が燃料噴射弁IOと共に噴射
制御手段に相当し、ステップ12.14.21が光ファ
イバー13と共に壁流量検出手段に相当し、ステップ7
、lOが空気供給制御手段に相当する。
以上説明したようにして、壁流量が最小になる噴射タイ
ミングにて、燃料噴射弁10による一噴射を行うことが
できるようにしたので、エミッションが向上し、過渡時
の応答性が向上し、燃費も向上させることができる。
尚、この際、そのときの状態に応じた噴射タイミングの
マツプを用いるようにしたので、早く、より最適な(壁
流量が最小の)噴射タイミングを選定することができる
更に、噴射燃料の霧化が悪化し、壁流量か増加する冷間
時または高負荷時の運転状態のときには、空気供給装置
12を作動させて、霧化の促進を図るようにしたので、
より一層、上記の効果を高めることができる。
また、空気供給装置12を作動させる運転条件として、
前記の冷間時や高負荷時の他に、第7図に示すように、
直接壁流量をみて、壁流量弁所定値以上になったときに
、空気供給装置12を作動させるようにしてもよい。
二のようにしても、同様の効果を得ることができる。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、壁流量か最小に
なる噴射タイミングにて、燃料噴射弁による噴射を行う
ことができ、空燃比を適正に保って、排気性状を向上さ
せると共に、過渡時の応答性を向上させて、燃費を良く
することができるという効果が得られる。
更に、壁流量か増加する運転状態のときには、空気供給
装置を作動させて、霧化の促進を図るようにしたので、
より一層、上記の効果を高めることができるという効果
も得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第2図は
本発明の一実施例を示す吸気バルブ近傍の内燃機関の断
面図、第3図はクランク角に対する反射光強度を示す図
、第4図は制御内容・を示すフローチャート、第5図は
機関冷却水温と壁流量との関係を示す線図、第6図は機
関負荷と壁流量との関係を示す線図、第7図は空気供給
装置の作動・非作動と壁流量との関係を示すタイミング
チャートである。 3・・・吸気ポート  6・・・吸気バルブ  10・
・・燃料噴射弁  12・・・空気供給装置  13・
・・光ファイノく−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 機関吸気系に燃料噴射弁を備える内燃機関の燃料供給装
    置において、 吸気通路壁に配置した反射型光センサからの信号に基づ
    いて壁流量を検出する壁流量検出手段と、機関運転状態
    を検出する運転状態検出手段と、検出された壁流量に基
    づいて壁流量が最小となるように、機関運転状態毎に燃
    料噴射弁の噴射タイミングを制御する噴射制御手段と、 壁流量が多い運転状態のときに、空気供給信号を出力す
    る空気供給制御手段と、 前記空気供給信号を受けて、燃料噴射弁に噴射燃料の霧
    化促進用の空気を供給する空気供給装置と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
JP16428490A 1990-06-25 1990-06-25 内燃機関の燃料供給装置 Pending JPH0454240A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7171970B2 (en) 2002-01-18 2007-02-06 Matsushita Electric Works Ltd. Hair setting device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7171970B2 (en) 2002-01-18 2007-02-06 Matsushita Electric Works Ltd. Hair setting device

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