JPH0533708A - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

エンジンの燃料噴射装置

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JPH0533708A
JPH0533708A JP3191705A JP19170591A JPH0533708A JP H0533708 A JPH0533708 A JP H0533708A JP 3191705 A JP3191705 A JP 3191705A JP 19170591 A JP19170591 A JP 19170591A JP H0533708 A JPH0533708 A JP H0533708A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
alcohol concentration
engine
fuel injection
injection timing
Prior art date
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Pending
Application number
JP3191705A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyotaka Mamiya
清孝 間宮
Toru Shiraishi
徹 白石
Katsuhiro Yokomizo
克広 横溝
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルコール濃度の高い燃料を使用する場合に
噴射量の増加に伴い燃料の壁面付着が生ずるのを防止す
るとともに、アルコール濃度の低い燃料を使用する場合
の点火プラグのくすぶりを防止する。 【構成】 燃料のアルコール濃度が所定濃度を越える場
合は吸気行程で噴射するよう燃料噴射時期を設定し、ま
た、アルコール濃度が所定濃度以下の場合は排気行程で
噴射するよう燃料噴射時期を設定する。 【効果】 アルコール濃度が高い時には吸気行程で噴射
された燃料が空気流に乗ることによって吸気ポート壁面
への付着が防止され、アルコール濃度が低い時には排気
行程で噴射されることによって点火プラグのくすぶりが
防止される。また、噴霧方向を燃焼室の中心寄りに指向
させると、吸気行程で噴射した燃料がシリンダ壁面に付
着するのが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料としてアルコール
を使用するエンジンの燃料噴射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】アルコール(メタノール)を燃料として
使用する自動車用等のエンジン(アルコールエンジン)
においては、給油態勢が整備されていないこともあるた
め、アルコール単独で運転できることは勿論、ガソリン
単独でも運転でき、また、アルコールとガソリンの混合
燃料によっても運転できるようにすることが必要であ
る。そして、そのためには、アルコール濃度が高い場合
に要求噴射量が多くなることから、アルコール濃度が低
くて噴射量が少ない場合でもアルコール濃度が高くて噴
射量が多い場合でも噴射された燃料がそれぞれの吸気行
程で燃焼室に入り切るよう燃料噴射時期を調整すること
が要求される。そこで、例えば特開平3−54332号
公報に記載されたものでは、燃料中のアルコール濃度が
高くなるにしたがって噴射時期を早めるようインジェク
タを制御し、それにより、アルコール濃度が高くて噴射
量が多い場合でも吸気弁が開いて燃焼室内へ吸入される
までに燃料が十分に気化されるようにしている。この場
合、燃料噴射時期は排気行程をベースに設定される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】アルコール濃度の高い
燃料を使用することによって燃料噴射量が増加した場合
でも噴射された燃料がそれぞれの吸気行程で燃焼室に入
り切るようにするためには、上記公報に記載のようにア
ルコール濃度が高い程噴射時期を早めるような制御を行
うことも一つの手段であるが、このような噴射時期の制
御によれば、エンジン低回転時には吸気弁が開くまでに
燃料を十分気化させることができても、高回転時のよう
に燃料噴射量が一層増加する領域では気化が十分でなく
なって吸気ポート壁面等への燃料付着が増大する場合が
あり、エンジンの運転条件にかかわらず効果をあげるこ
とは難しい。
【0004】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、アルコール濃度の高い燃料を使用する場合に
噴射量の増加による燃料の壁面付着を防止し、噴射した
燃料を確実に燃焼室に入れることができるエンジンの燃
料噴射装置を得ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルコール濃
度の高い燃料の場合はガソリンに含まれるような重質成
分がなく、したがって、燃料噴射時期を吸気行程に設定
してもガソリンの場合のような点火プラグのくすぶりは
発生しないことに着目したものであり、その構成は、燃
料としてアルコールを使用し、また、アルコール濃度の
高い混合燃料を使用可能としたエンジンの燃料噴射装置
であって、該エンジンの燃料噴射時期を吸気行程に設定
したことを特徴とする。
【0006】また、ガソリン単独を含めアルコール濃度
の低い混合燃料をも使用可能とするエンジンでは、アル
コール濃度が低い場合に吸気行程噴射を行ったのでは点
火プラグのくすぶりが発生するため、上記エンジンの燃
料噴射装置を、燃料中のアルコール濃度を検出するアル
コール濃度検出手段と、このアルコール濃度検出手段の
出力を受け、アルコール濃度が高い時は吸気行程で、ま
た、アルコール濃度の低い時は吸気行程外でそれぞれ燃
料を噴射するようエンジンの燃料噴射時期を切り換える
噴射時期切換手段を設けたものとする。
【0007】また、本発明に係るエンジンの燃料噴射装
置は、揮発性の異なる異種燃料を使用可能としたエンジ
ンの燃料噴射装置であってよく、その場合の構成は、使
用燃料が揮発性の高い燃料か低い燃料かを検知する揮発
性検知手段と、前記揮発性検知手段の出力を受け、使用
燃料の揮発性が高い時は吸気行程で、また、揮発性が低
い時は吸気行程外でそれぞれ燃料を噴射するよう燃料噴
射時期を切り換える噴射時期切換手段を設けたものとで
きる。
【0008】また、本発明に係るエンジンの燃料噴射装
置は、燃料としてアルコールおよびガソリンのいずれか
単独あるいはそれらの混合燃料を使用可能とする場合
に、アルコール濃度が高く、したがって噴射量の多い燃
料を吸気行程で噴くことに伴ってシリンダ壁面への燃料
付着が増加するのを防止するため、燃焼室に開口する二
つの吸気ポートの集合部に2噴口インジェクタを配設
し、かつ、前記インジェクタの噴霧方向を、各吸気ポー
トを開閉する吸気バルブのバルブシャフトよりも燃焼室
中心側に指向させるとともに、燃料中のアルコール濃度
を検出するアルコール濃度検出手段と、前記アルコール
濃度検出手段の出力を受け、アルコール濃度が高い時は
吸気行程で、また、アルコール濃度の低い時は吸気行程
外でそれぞれ燃料を噴射するよう該エンジンの燃料噴射
時期を切り換える噴射時期切換手段を設けたものとする
ことができる。
【0009】
【作用】燃料としてアルコール濃度ないしは揮発性の高
い燃料を使用する場合にエンジンの燃料噴射時期が吸気
行程に設定されることにより、噴射された燃料は吸入空
気の流れに乗って燃焼室に流入する。その際、燃料は上
記のように吸入空気の流れに乗ることによって吸気ポー
ト壁面等へ付着するのが防止され、また、もともと揮発
性が高いために点火プラグ等に付着しても速やかに気化
する。また、使用燃料がアルコール濃度ないしは揮発性
の低い燃料である場合には、吸気行程外で燃料を噴射す
るよう噴射時期が切り換えられることにより、燃料の付
着による点火プラグのくすぶりが防止される。
【0010】また、燃焼室に開口する二つの吸気ポート
の集合部に2噴口インジェクタを配設し、かつ、前記イ
ンジェクタの噴霧方向を、各吸気ポートを開閉する吸気
バルブのバルブシャフトよりも燃焼室中心側に指向させ
ることにより、アルコール濃度が高く、したがって噴射
量の多い燃料を吸気行程で噴いた時のシリンダ壁面等へ
の燃料付着が防止され、それにより、未燃焼ガスの排出
が抑えられる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0012】図1は本発明の一実施例の全体図である。
この実施例において、エンジン1の燃焼室2には吸気ポ
ート3および排気ポート4が開口し、その開口部には吸
気バルブ5および排気バルブ6がそれぞれ設けられてい
る。そして、燃焼室2の中央には点火プラグ7が設置さ
れている。また、吸気ポート3に連通する吸気通路8に
は燃料噴射用のインジェクタ9が設置され、排気ポート
4に連通する排気通路10にはプライマリおよびセカン
ダリの二つの触媒装置11,12が接続されている。ま
た、燃料タンク13の内部に燃料ポンプ14が設置さ
れ、この燃料ポンプ14から吐出された燃料を上記イン
ジェクタ9に供給する燃料通路15には、上流から順に
燃料フィルタ16,アルコール濃度センサ17およびプ
レッシャレギュレータ18が設けられている。また、排
気通路10のプライマリ側触媒装置11の上流には、排
気ガス中の酸素濃度を検出するO2センサ19が設置さ
れている。
【0013】エンジン1の点火制御および燃料噴射制御
はマイコン式のコントロールユニット20によって行わ
れる。そのため、コントロールユニット20には、上記
アルコール濃度センサ17からのアルコール濃度信号,
2センサ19からの酸素濃度信号のほか、エンジン回
転数信号,吸入空気量信号,スロットル開度信号,エン
ジン水温信号といった各種信号が入力される。そして、
エンジンの回転数および負荷に応じた点火信号によって
イグナイタ21が制御される。また、エンジン1の燃料
噴射量は、エンジン回転数と吸入空気量に基づいて基本
噴射量が演算され、これにエンジン水温等による各種補
正およびO2センサ19の出力に基づくフィードバック
補正が加えられる。また、燃料噴射時期は図2に示すよ
うにアルコール濃度に応じて設定される。すなわち、ア
ルコール濃度が所定濃度(例えば85%)を越える高濃
度の場合(高アルコール濃度時)は吸気行程で噴射され
るよう燃料噴射時期が設定され、また、アルコール濃度
が所定濃度以下の低濃度の場合(低アルコール濃度時)
は排気行程で噴射されるよう燃料噴射時期が設定され
る。そして、その噴射量および噴射時期に応じた噴射信
号がインジェクタ9に出力される。
【0014】図3は上記実施例におけるエンジン頭部を
上方から見た模式図であり、図4は同エンジン頭部を側
面から見た模式図である。吸気ポート3は各気筒に二つ
設けられ、インジェクタ9は2噴口のものが各気筒の吸
気ポート3の集合部3aに配設されている。そして、イ
ンジェクタ9の二つの噴口はそれぞれの吸気ポート3に
向けられ、かつ、噴霧中心が吸気バルブ5のバルブシャ
フト5aより燃焼室2の中心側に指向して吸気バルブ5
に当たるよう設定されている。
【0015】高アルコール濃度時には吸気行程で燃料が
噴射され、その噴霧は図4に示すように吸気バルブ5に
当たってはねかえり点火プラグ7の近傍に集中する。そ
れにより、高アルコール濃度時の成層化が行われ、燃費
が向上する。その際、噴霧は吸入される空気の流れに乗
って直接燃焼室2に入るため、吸気ポート壁面等への燃
料付着は生じず、また、噴霧中心が上記のように燃焼室
2の中心寄りに向けられていることにより、燃焼室壁面
への付着も生じにくい。一方、低アルコール濃度時には
燃料が排気行程で噴射され、吸気バルブ5が開くまでに
吸気ポート3内で十分に気化される。
【0016】図5は上記実施例における燃料噴射の制御
を実行するフローチャートである。なお、S1〜S12
は各ステップを示す。このフローでは、スタートする
と、まず、エンジン回転数,吸入空気量,エンジン水
温,スロットル開度,O2センサ19の出力,燃料中の
アルコール濃度といった各種信号を取り込む。そして、
つぎにS2で、燃料噴射量Ubを設定する。ここで、燃
料噴射量は、吸入空気量をエンジン回転数で割った値に
定数を掛けることによって求まる基本噴射量に水温補正
係数等を掛けることにより設定する。
【0017】つぎに、S3でフィードバック制御を実行
する条件が成立しているかどうかを各種信号に基づいて
判定し、成立していなければフィードバック補正係数C
fを1とし、また、フィードバック制御条件成立という
ことであれば、S4でO2センサ19の出力に応じたCf
を設定する。そして、S6へ行って、上記燃料噴射量の
設定値UbにCfを掛けて有効噴射時間に相当する燃料噴
射量Umを求め、次いで、S7でUmに無効噴射時間に相
当する値Uvを加えて最終噴射量Upを設定する。
【0018】つぎに、S8でアルコール濃度が所定値α
より高いかどうかを判定する。そして、イエスであれ
ば、S9へ行って噴射タイミングを吸気行程に設定し、
ノーであれば、S10へ行って噴射タイミングを排気行
程に設定する。そして、つぎにS11へ行って、上記噴
射タイミングかどうかを確認し、噴射タイミングとなっ
た時にS12で上記Upに相当するパルス幅の噴射信号
pをインジェクタ9に送出する。
【0019】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、アルコール濃度の高い燃料を使用する時に噴射量の
増加に伴ってエンジンの吸気ポート壁面等に燃料が付着
するのを防止して燃料を確実に燃焼室に入れるようにす
ることができ、また、アルコール濃度の低い燃料を使用
する時の点火プラグのくすぶりを防止することができ
る。
【0020】また、噴霧方向を燃焼室の中心寄りに指向
させることによって、吸気行程で噴射した燃料がシリン
ダ壁面に付着するのを防止し、未燃焼ガスの排出を抑え
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の全体図
【図2】同実施例の制御特性を示すタイムチャート
【図3】同実施例のエンジンの頭部を上方から見た模式
【図4】同実施例のエンジンの頭部を側面から見た模式
【図5】同実施例における燃料噴射の制御を実行するフ
ローチャート
【符号の説明】
1 エンジン 2 燃焼室 3 吸気ポート 3a 集合部 5 吸気バルブ 5a バルブシャフト 7 点火プラグ 9 インジェクタ 17 アルコール濃度センサ 20 コントロールユニット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料としてアルコールを使用し、また、
    アルコール濃度の高い混合燃料を使用可能としたエンジ
    ンの燃料噴射装置であって、該エンジンの燃料噴射時期
    を吸気行程に設定したことを特徴とするエンジンの燃料
    噴射装置。
  2. 【請求項2】燃料としてアルコールおよびガソリンのい
    ずれか単独あるいはそれらの混合燃料を使用可能とした
    エンジンの燃料噴射装置であって、燃料中のアルコール
    濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、前記アルコ
    ール濃度検出手段の出力を受け、アルコール濃度が高い
    時は吸気行程で、また、アルコール濃度の低い時は吸気
    行程外でそれぞれ燃料を噴射するよう該エンジンの燃料
    噴射時期を切り換える噴射時期切換手段を設けたことを
    特徴とするエンジンの燃料噴射装置。
  3. 【請求項3】揮発性の異なる異種燃料を使用可能とした
    エンジンの燃料噴射装置であって、 使用燃料が揮発性の高い燃料か低い燃料かを検知する揮
    発性検知手段と、前記揮発性検知手段の出力を受け、使
    用燃料の揮発性が高い時は吸気行程で、また、揮発性が
    低い時は吸気行程外でそれぞれ燃料を噴射するよう燃料
    噴射時期を切り換える噴射時期切換手段を設けたことを
    特徴とするエンジンの燃料噴射装置。
  4. 【請求項4】燃料としてアルコールおよびガソリンのい
    ずれか単独あるいはそれらの混合燃料を使用可能とした
    エンジンの燃料噴射装置であって、燃焼室に開口する二
    つの吸気ポートの集合部に2噴口インジェクタを配設
    し、かつ、前記インジェクタの噴霧方向を、各吸気ポー
    トを開閉する吸気バルブのバルブシャフトよりも燃焼室
    中心側に指向させるとともに、燃料中のアルコール濃度
    を検出するアルコール濃度検出手段と、前記アルコール
    濃度検出手段の出力を受け、アルコール濃度が高い時は
    吸気行程で、また、アルコール濃度の低い時は吸気行程
    外でそれぞれ燃料を噴射するよう該エンジンの燃料噴射
    時期を切り換える噴射時期切換手段を設けたことを特徴
    とするエンジンの燃料噴射装置。
JP3191705A 1991-07-31 1991-07-31 エンジンの燃料噴射装置 Pending JPH0533708A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0686759A1 (en) 1994-06-07 1995-12-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Compression ignition type gasoline engine injecting fuel inside intake port during exhaust stroke
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