JPH11182378A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃料噴射制御装置Info
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- JPH11182378A JPH11182378A JP34659497A JP34659497A JPH11182378A JP H11182378 A JPH11182378 A JP H11182378A JP 34659497 A JP34659497 A JP 34659497A JP 34659497 A JP34659497 A JP 34659497A JP H11182378 A JPH11182378 A JP H11182378A
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Abstract
条件に応じて、燃料噴射率を変化させる。 【解決手段】 燃料噴射弁7を開弁動作させるための駆
動電圧を変化させる。特に、成層燃焼時に、機関回転数
が増大する程、また機関負荷が減少する程、駆動電圧を
大きくして、燃料噴射率を大きくする。また、燃料噴射
率の変化に合わせ、パルス幅を補正する。
Description
燃機関の燃料噴射制御装置に関し、特に機関運転条件に
応じて燃料噴射率を変化させる燃料噴射制御装置に関す
る。
射制御装置として、特開平7−63061号公報に開示
されているものがある。このものでは、燃料噴射弁から
燃焼室内に直接燃料噴射を行うと共に、点火プラグによ
り直接着火を行うようにした直噴火花点火式内燃機関に
おいて、燃焼室が、主燃焼室と、該主燃焼室を取り囲む
ように環状に形成された外側燃焼室とによって構成さ
れ、燃料噴射弁からの燃料噴射が、低負荷時には主燃焼
室に向けて行われ、高負荷時には主燃焼室及び外側燃焼
室に向けて行われるように設定されている。
れ、主燃焼室に指向する第1噴孔と、外側燃焼室に指向
する第2噴孔とを有し、第1噴孔からの燃料噴射量に対
する第2噴孔からの燃料噴射量の割合が、機関負荷が大
きいときは、小さいときに比して、大きくされる。この
ような制御のため、燃料噴射弁は、機関負荷に応じてリ
フトされる可変リフト弁を有し、第1噴孔と第2噴孔と
が、可変リフト弁のリフト方向にオフセットして配設さ
れている。
うな従来の燃料噴射制御装置にあっては、次のような問
題点があった。燃料噴射率を制御する際、可変リフト弁
にて行っているが、リフト量の可変機構は技術的に困難
であり、実用化の可能性は極めて低い。
数噴射孔を想定しているが、スワールノズル型の燃料噴
射弁を用いる場合、リフト方向にオフセットされた複数
噴射孔を用いることは不可能である。また、直噴火花点
火式内燃機関の成層燃焼において、高回転側での燃料拡
散による燃焼不安定と、高負荷側での過濃による燃焼不
安定及びプラグくすぶりとは、トレードオフの関係にあ
り、解決困難な問題である。
花点火式内燃機関において、より簡単な方法で、機関運
転条件に応じ燃料噴射率を可変として、燃焼性能を向上
させることのできる燃料噴射制御装置を提供することを
目的とする。
は、鋭意研究の結果、直噴火花点火式内燃機関において
は、高圧で燃料を噴射するため、噴射時間が比較的短い
ことから、燃料噴射弁を開弁動作させる駆動電圧を変化
させることにより、燃料噴射弁の開弁動作時の開弁速度
を変化させることで、燃料噴射率を変化させ得ることを
見い出し、次のような発明に至った。
燃料を噴射する電磁式の燃料噴射弁を備える直噴火花点
火式内燃機関において、機関運転条件に応じて、前記燃
料噴射弁を開弁動作させるための駆動電圧を変化させる
駆動電圧可変手段を設けて、燃料噴射制御装置を構成す
る。ここでいう駆動電圧とは、燃料噴射弁を開弁動作さ
せるための比較的大きな開弁動作電圧と、燃料噴射弁を
開弁保持するための比較的小さな開弁保持電圧とのう
ち、前者である。
変手段は、成層燃焼(圧縮行程にて燃料を噴射すること
により点火プラグ回りに集中的に層状の混合気を形成し
て行う成層燃焼)時に、機関回転数及び負荷に応じて、
駆動電圧を変化させるものであることを特徴とする。請
求項3に係る発明では、前記駆動電圧可変手段は、成層
燃焼時に、機関回転数が増大する程、また機関負荷が減
少する程、駆動電圧を大きくするものであることを特徴
とする。
変手段は、均質燃焼(吸気行程にて燃料を噴射すること
により燃焼室内に燃料を拡散させ均質な混合気を形成し
て行う均質燃焼)時に、高回転・高負荷程、駆動電圧を
大きくするものであることを特徴とする。請求項5に係
る発明では、前記駆動電圧可変手段による駆動電圧の変
化に合わせて、噴射時間を決定するパルス幅を補正する
パルス幅補正手段を設けたことを特徴とする。
点火式内燃機関において、機関運転条件に応じて燃料噴
射弁への駆動電圧を変化させることにより、燃料噴射弁
の開弁動作時の開弁速度を変化させることで、燃料噴射
率を変化させることができる。よって、極めて簡単な方
法で、機関運転条件に応じ燃料噴射率を可変として、燃
焼性能を向上させることができる。
に、機関回転数及び負荷に応じて、駆動電圧を変化させ
ることで、成層燃焼は一般的に低回転・低負荷の燃料噴
射量が比較的小さい領域で行われるので、駆動電圧によ
る燃料噴射率の変化が顕著であり、また層状化の程度
(燃料のかたまり具合)が燃焼性能に大きき影響するこ
とから、極めて有効である。
に、機関回転数が増大する程、また機関負荷が減少する
程、駆動電圧を大きくすることで、トレードオフの関係
を解決できる。すなわち、高回転側では、流動の影響を
受けて燃料が拡散しやすくなるが、駆動電圧を大きくし
て燃料噴射率を大きくすることで、燃料の拡散を防止し
て、良好な成層燃焼を実現できる。また、高負荷側で
は、燃料噴射量が比較的大きくなることから、点火プラ
グ回りに燃料が集中し過ぎてプラグのくすぶり等を生じ
ることがあるが、駆動電圧を小さくして燃料噴射率を小
さくすることで、燃料をある程度拡散させ、プラグのく
すぶり等を防止できる。
に、高回転・高負荷程、駆動電圧を大きくすることで、
成層燃焼時ほどの効果はないものの、燃焼性能をある程
度改善できる。請求項5に係る発明によれば、駆動電圧
の変化に合わせて噴射時間を決定するパルス幅を補正す
ることで、空燃比のずれを確実に防止できる。。
に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態を示す
システム図である。直噴火花点火式内燃機関1におい
て、ピストン2の頂面の偏心位置に凹部(キャビティ)
3が形成されて、シリンダヘッド4との間に燃焼室5が
形成される。そして、シリンダヘッド4の略中心位置に
点火プラグ6が取付けられて、燃焼室5に臨んでいる。
一方、燃料噴射弁7は、シリンダ壁に取付けられて、燃
焼室5に臨んでいる。
にて燃料を噴射することにより点火プラグ6回りに集中
的に層状の混合気を形成して、成層燃焼を行わせること
ができ、また、吸気行程にて燃料を噴射することにより
燃焼室5内に燃料を拡散させ均質な混合気を形成して、
均質燃焼を行わせることができる。燃料噴射弁7は、電
磁式(ソレノイド駆動式)であり、図2〜図4に示すよ
うに構成されている。
イル12に電圧信号が印加されると、コイル12に電流
が流れ、コア13、ヨーク14、プランジャ15で磁気
回路が構成され、プランジャ15がスプリング16に抗
してコア13側に吸引される。プランジャ16が移動す
ると、これと一体になっているボール弁17が移動し
て、ノズル18のシート面19から離れ、噴孔20を開
口する。これにより、燃料噴射がなされる。
ラー21が設けられている。このスワラー21には、図
3及び図4に示すように、接線方向に燃料を案内する複
数の燃料溝22が形成されており、これにより噴射燃料
に旋回力が付与される。この燃料噴射弁7への電圧信号
は、図1中の駆動回路8より印加される。駆動回路8
は、図1中のコントロールユニット9から、エンジン回
転に同期した燃料噴射タイミング(成層燃焼時は圧縮行
程、均質燃焼時は吸気行程)にて出力される噴射パルス
信号(機関運転条件に応じて演算されたパルス幅を持つ
信号)と、駆動電圧の指令値とを受け、パルスの立上が
り部分の一定時間が指令された比較的大きな駆動電圧
(開弁動作電圧)で、その後部分が比較的小さな一定の
開弁保持電圧である電圧信号(図5参照)を生成して、
燃料噴射弁7に与える。
トウエア的に構成される駆動電圧可変手段9Aにより、
機関運転条件に応じて、駆動電圧が可変制御される。ま
た、パルス幅補正手段9Bにより、駆動電圧の変化に合
わせて、パルス幅を補正する。図5は駆動電圧を大きく
した場合と駆動電圧を小さくした場合とを示し、図6は
駆動電圧大の場合の弁リフト特性と駆動電圧小の場合の
弁リフト特性とを示している。
可変となり、その結果、燃料噴射率が可変となる。具体
的には、駆動電圧を大きくすると、弁の移動速度が早く
なり、燃料噴射率が大きくなる。同量の燃料を噴射する
場合、駆動電圧が大きいと、燃料噴射率が大きくなるた
め、パルス幅(噴射時間)は短くする(図5参照)。
時の筒内燃料の動きを示している。噴射率の違いによ
り、燃料の空間密度が異なる。噴射率が大きい場合、図
7(A)に示すように、筒内に燃料が拡散しにくく、そ
の結果、成層燃焼の安定につながる。噴射率が小さい場
合、図7(B)に示すように、筒内の燃料が拡散しやす
く、成層燃焼での高負荷側で燃料の過濃を防ぎ、プラグ
のくすぶりを防止できる。また、均質燃焼時に筒内の燃
料の混合が促進され、燃焼の安定及び排気エミッション
の低減につながる。
る。図8は制御例1のフローチャートである。ステップ
1(図にはS1と記す。以下同様)では、機関回転数及
び負荷(例えば吸入空気量)を読込む。ステップ2で
は、機関回転数と負荷とをパラメータとして駆動電圧を
定めた図9(A)のマップを参照して、駆動電圧を設定
する。この部分が駆動電圧可変手段に相当する。
応させて、機関回転数と負荷とをパラメータとしてパル
ス幅を定めた図9(B)のマップを参照して、パルス幅
を設定する。この部分がパルス幅補正手段に相当する。
ここで、図9(A)のマップは、低回転・低負荷領域で
の成層燃焼時には、機関回転数が増大する程、また、機
関負荷が減少する程、駆動電圧を大きくしてある。
流動の影響を受けて燃料が拡散しやすくなるが、駆動電
圧を大きくして燃料噴射率を大きくすることで、燃料の
拡散を防止して、良好な成層燃焼を実現できる。また、
成層燃焼時の高負荷側では、燃料噴射量が比較的大きく
なることから、点火プラグ回りに燃料が集中し過ぎてプ
ラグのくすぶり等を生じることがあるが、駆動電圧を小
さくして燃料噴射率を小さくすることで、燃料をある程
度拡散させ、プラグのくすぶり等を防止できる。
駆動電圧を大きくすることで、成層燃焼時ほどの効果は
ないものの、燃焼性能をある程度改善できる。また、図
9(B)のマップは、機関回転数及び負荷に応じた基本
パルス幅にそのときの駆動電圧に対応させた補正分を含
んで設定されるもので、駆動電圧が高い場合にパルス幅
を短く、駆動電圧が低い場合にパルス幅を長くする。
る。ステップ11では、機関回転数及び負荷(例えば吸
入空気量)を読込む。ステップ12では、機関回転数と
負荷とをパラメータとして駆動電圧が一定(基本駆動電
圧)の場合を想定して基本パルス幅を定めた図11
(A)のマップを参照して、基本パルス幅を設定する。
と対応させて、機関回転数と負荷とをパラメータとして
電圧補正係数を定めた図11(B)のマップを参照し
て、電圧補正係数を設定する。ステップ14では、基本
駆動電圧(定数)に電圧補正係数を乗算して、駆動電圧
を設定する。この部分が駆動電圧可変手段に相当する。
正係数で除算し(基本パルス幅に電圧補正係数の逆数を
乗算し)、更に補正係数(実験などによりマッチングさ
れる定数)を乗算して、パルス幅を設定する。この部分
がパルス幅補正手段に相当する。この制御例2は、制御
例1と方法が異なるのみで、特性的には同じである。
動きを示す図
Claims (5)
- 【請求項1】燃焼室内に直接燃料を噴射する電磁式の燃
料噴射弁を備える直噴火花点火式内燃機関において、 機関運転条件に応じて、前記燃料噴射弁を開弁動作させ
るための駆動電圧を変化させる駆動電圧可変手段を設け
たことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項2】前記駆動電圧可変手段は、成層燃焼時に、
機関回転数及び負荷に応じて、駆動電圧を変化させるも
のであることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の燃
料噴射制御装置。 - 【請求項3】前記駆動電圧可変手段は、成層燃焼時に、
機関回転数が増大する程、また機関負荷が減少する程、
駆動電圧を大きくするものであることを特徴とする請求
項2記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項4】前記駆動電圧可変手段は、均質燃焼時に、
高回転・高負荷程、駆動電圧を大きくするものであるこ
とを特徴とする請求項3記載の内燃機関の燃料噴射制御
装置。 - 【請求項5】前記駆動電圧可変手段による駆動電圧の変
化に合わせて、噴射時間を決定するパルス幅を補正する
パルス幅補正手段を設けたことを特徴とする請求項1〜
請求項4のいずれか1つに記載の内燃機関の燃料噴射制
御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34659497A JP3692745B2 (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34659497A JP3692745B2 (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11182378A true JPH11182378A (ja) | 1999-07-06 |
JP3692745B2 JP3692745B2 (ja) | 2005-09-07 |
Family
ID=18384493
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34659497A Expired - Lifetime JP3692745B2 (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3692745B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6250286B1 (en) | 1998-07-28 | 2001-06-26 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for controlling at least one solenoid valve |
JP2010236496A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Mazda Motor Corp | 内燃機関を制御する方法及び装置 |
JP2013036332A (ja) * | 2011-08-03 | 2013-02-21 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化システム |
-
1997
- 1997-12-16 JP JP34659497A patent/JP3692745B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6250286B1 (en) | 1998-07-28 | 2001-06-26 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for controlling at least one solenoid valve |
JP2010236496A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Mazda Motor Corp | 内燃機関を制御する方法及び装置 |
JP2013036332A (ja) * | 2011-08-03 | 2013-02-21 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化システム |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3692745B2 (ja) | 2005-09-07 |
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