JP2001317390A - 筒内直噴エンジンの始動制御装置 - Google Patents
筒内直噴エンジンの始動制御装置Info
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- JP2001317390A JP2001317390A JP2000135437A JP2000135437A JP2001317390A JP 2001317390 A JP2001317390 A JP 2001317390A JP 2000135437 A JP2000135437 A JP 2000135437A JP 2000135437 A JP2000135437 A JP 2000135437A JP 2001317390 A JP2001317390 A JP 2001317390A
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- fuel injection
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- injection
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 クランキング開始直後の段階における未燃燃
料の排出量抑制を図る。 【解決手段】 筒内へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁８
と、点火栓１０が略中央に位置するキャビティ燃焼室１
７を冠面に凹設したピストンと、エンジン始動時の最初
の燃料供給を圧縮行程中の燃料噴射だけで行うよう前記
燃料噴射弁８を制御する始動時燃料噴射制御手段２５と
を備える。
料の排出量抑制を図る。 【解決手段】 筒内へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁８
と、点火栓１０が略中央に位置するキャビティ燃焼室１
７を冠面に凹設したピストンと、エンジン始動時の最初
の燃料供給を圧縮行程中の燃料噴射だけで行うよう前記
燃料噴射弁８を制御する始動時燃料噴射制御手段２５と
を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に搭載さ
れる筒内直噴エンジンの始動制御装置に関する。
れる筒内直噴エンジンの始動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】筒内直噴エンジンでは、吸気行程よりも
前に燃料を噴射することができず、エンジン冷間時に十
分な燃料気化時間を確保できないので、特に燃焼室壁温
が低い始動時に、濃い混合気を点火栓近傍に形成するこ
とが困難となり、着火不良を引き起こしてエンジンの始
動性を悪化させるという問題がある。このような問題に
対し、特開平８−１９３５３６号公報に開示された燃料
噴射制御装置では、燃料を吸気行捏と圧縮行程とに分け
て噴射することでエンジンの始動性を改善しようとして
いる。すなわち、吸気行程では火炎の伝播が可能となる
程度の混合気を形成するのに要する燃料を噴射し、圧縮
行程では点火栓近傍に良好な着火が得られる混合気を形
成するのに要する燃料を噴射するようにしている。
前に燃料を噴射することができず、エンジン冷間時に十
分な燃料気化時間を確保できないので、特に燃焼室壁温
が低い始動時に、濃い混合気を点火栓近傍に形成するこ
とが困難となり、着火不良を引き起こしてエンジンの始
動性を悪化させるという問題がある。このような問題に
対し、特開平８−１９３５３６号公報に開示された燃料
噴射制御装置では、燃料を吸気行捏と圧縮行程とに分け
て噴射することでエンジンの始動性を改善しようとして
いる。すなわち、吸気行程では火炎の伝播が可能となる
程度の混合気を形成するのに要する燃料を噴射し、圧縮
行程では点火栓近傍に良好な着火が得られる混合気を形
成するのに要する燃料を噴射するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、吸気行程で噴射された燃料の一部はそのまま燃焼室
内に浮遊し、他はピストン冠面等に付着した後に空気流
動によって拡散されて混合気を形成する。しかしなが
ら、エンジン始動時の極初期段階、すなわちクランキン
グ開始直後の段階では、エンジン回転数が低いため燃焼
室内の空気流動が非常に弱く、またこのような段階では
もともとコレクタ内に存在していた空気を吸入している
状態であるため吸気行程中の燃焼室内にあまり負圧が発
達せず、吸気行程噴射燃料の拡散・気化状態は極めて悪
いものと推測される。よって上記の従来技術では、エン
ジン始動時の極初期段階において圧縮行程噴射燃料は良
好に着火するものの吸気行程噴射燃料へその着火火炎が
良好に伝播することがなく、吸気行程噴射燃料の大部分
が未燃のまま排出されることになる。本発明は、上記問
題点に着目してなされたものであって、クランキング開
始直後の段階における未燃燃料の排出量抑制を図ること
を目的としている。
ば、吸気行程で噴射された燃料の一部はそのまま燃焼室
内に浮遊し、他はピストン冠面等に付着した後に空気流
動によって拡散されて混合気を形成する。しかしなが
ら、エンジン始動時の極初期段階、すなわちクランキン
グ開始直後の段階では、エンジン回転数が低いため燃焼
室内の空気流動が非常に弱く、またこのような段階では
もともとコレクタ内に存在していた空気を吸入している
状態であるため吸気行程中の燃焼室内にあまり負圧が発
達せず、吸気行程噴射燃料の拡散・気化状態は極めて悪
いものと推測される。よって上記の従来技術では、エン
ジン始動時の極初期段階において圧縮行程噴射燃料は良
好に着火するものの吸気行程噴射燃料へその着火火炎が
良好に伝播することがなく、吸気行程噴射燃料の大部分
が未燃のまま排出されることになる。本発明は、上記問
題点に着目してなされたものであって、クランキング開
始直後の段階における未燃燃料の排出量抑制を図ること
を目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明では、燃焼室へ直接燃料を噴射する燃料噴射
弁と、燃焼室の略中央に配設した点火栓と、この点火栓
が略中央に位置するキャビティ燃焼室を冠面に凹設した
ピストンと、エンジン始動時の最初の燃料供給を圧縮行
程中の燃料噴射だけで行うよう前記燃料噴射弁を制御す
る始動時燃料噴射制御手段と、を備える構成とした。す
なわち、最初の燃料を供給する時点では、燃焼室壁が全
く燃焼の熱を受け取っていないために壁温が特に低く、
かつ、燃焼室内の空気流動、負圧とも非常に弱い状態な
ので、未燃燃料の排出量を大幅に増加させる吸気行程噴
射は行わず、圧縮行程噴射だけを行うようにする。な
お、このときの圧縮行程噴射の燃料量は、エンジンが自
立回転するのに要する量とするのが好ましいが、使用す
る燃料噴射弁の特性や燃焼室形状によってはリッチ失火
する場合もあるので、そのような場合は良好な燃焼が得
られる範囲の量とすればよい。１回あるいは数回の燃焼
が得られれば、その後は吸気行程噴射を行っても未燃燃
料排出量が大幅増加することはない。
め、本発明では、燃焼室へ直接燃料を噴射する燃料噴射
弁と、燃焼室の略中央に配設した点火栓と、この点火栓
が略中央に位置するキャビティ燃焼室を冠面に凹設した
ピストンと、エンジン始動時の最初の燃料供給を圧縮行
程中の燃料噴射だけで行うよう前記燃料噴射弁を制御す
る始動時燃料噴射制御手段と、を備える構成とした。す
なわち、最初の燃料を供給する時点では、燃焼室壁が全
く燃焼の熱を受け取っていないために壁温が特に低く、
かつ、燃焼室内の空気流動、負圧とも非常に弱い状態な
ので、未燃燃料の排出量を大幅に増加させる吸気行程噴
射は行わず、圧縮行程噴射だけを行うようにする。な
お、このときの圧縮行程噴射の燃料量は、エンジンが自
立回転するのに要する量とするのが好ましいが、使用す
る燃料噴射弁の特性や燃焼室形状によってはリッチ失火
する場合もあるので、そのような場合は良好な燃焼が得
られる範囲の量とすればよい。１回あるいは数回の燃焼
が得られれば、その後は吸気行程噴射を行っても未燃燃
料排出量が大幅増加することはない。
【０００５】
【発明の効果】本発明の筒内直噴エンジンの始動制御装
置は、上述の通り構成されているので、エンジン始動時
の極初期段階、すなわちクランキング開始直後の段階に
おける未燃燃料排出量を低減でき、エンジンの始動性向
上を図ることができる。
置は、上述の通り構成されているので、エンジン始動時
の極初期段階、すなわちクランキング開始直後の段階に
おける未燃燃料排出量を低減でき、エンジンの始動性向
上を図ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明に係る筒内直噴エ
ンジンの全体構成図である。エアフィルタ１を介して吸
入された空気は、電制スロットルチャンバ２で調量され
た後、コレクタ３、各気筒毎の分岐通路４、吸気ポート
５、吸気弁６を介してエンジン筒内に導入される。シリ
ンダヘッド７の吸気ポート５下方には、筒内へ直接燃料
を噴射する燃料噴射弁８が配設されており、この燃料噴
射弁８には、高圧燃料ポンプ９によって所定の噴射圧力
まで昇圧された燃料が供給されている。筒内に導入され
た空気と燃料噴射弁８から噴射された燃料は混合気を形
成し、点火栓１０によって点火燃焼せしめられる。燃焼
後のガスは排気弁１１、排気ポート１２を介して排気通
路１３へ排出され、触媒１４で浄化された後に大気中へ
排出される。
施の形態を説明する。図１は、本発明に係る筒内直噴エ
ンジンの全体構成図である。エアフィルタ１を介して吸
入された空気は、電制スロットルチャンバ２で調量され
た後、コレクタ３、各気筒毎の分岐通路４、吸気ポート
５、吸気弁６を介してエンジン筒内に導入される。シリ
ンダヘッド７の吸気ポート５下方には、筒内へ直接燃料
を噴射する燃料噴射弁８が配設されており、この燃料噴
射弁８には、高圧燃料ポンプ９によって所定の噴射圧力
まで昇圧された燃料が供給されている。筒内に導入され
た空気と燃料噴射弁８から噴射された燃料は混合気を形
成し、点火栓１０によって点火燃焼せしめられる。燃焼
後のガスは排気弁１１、排気ポート１２を介して排気通
路１３へ排出され、触媒１４で浄化された後に大気中へ
排出される。
【０００７】このエンジンの燃焼室について詳述する
と、シリンダヘッド７にはペントルーフ形の凹部１５が
形成されており、これと対応するようにピストン１６の
冠面には部分円筒形の凹部１７（キャビティ燃焼室）が
形成されている。このキャビティ燃焼室１７は吸気側と
排気側とで略対称な形状となっており、点火栓１０がシ
リンダ１８の略中央に配設されているので、キャビティ
燃焼室１７に対しても略中央に点火栓１０が位置するよ
うになっている。
と、シリンダヘッド７にはペントルーフ形の凹部１５が
形成されており、これと対応するようにピストン１６の
冠面には部分円筒形の凹部１７（キャビティ燃焼室）が
形成されている。このキャビティ燃焼室１７は吸気側と
排気側とで略対称な形状となっており、点火栓１０がシ
リンダ１８の略中央に配設されているので、キャビティ
燃焼室１７に対しても略中央に点火栓１０が位置するよ
うになっている。
【０００８】このエンジンの曖機完了後の燃焼形態につ
いて説明すると、負荷や回転が比較的高いときは吸気行
程中に燃料噴射を行い、燃焼室内に形成した均質な混合
気を燃焼させる均質燃焼を行う一方、部分負荷運転時に
は圧縮行程中に燃料噴射を行い、燃焼室内のタンブル流
れＴによって噴射燃料を点火栓１０の方向へ導き、点火
栓１０の近傍だけに混合気を偏在化させて燃焼させる成
層燃焼を行う。なお、このような成層燃焼形態は本出願
人が特願平１１−１５９２１４号、特願平１１−２４２
４８４号、および特願平１１−２８１２４９号等で既に
提案しているものであり、ピストン頂面の吸気側にボウ
ル状のキャビティ燃焼室を設け、このボウル状燃焼室内
に混合気を偏在化させて成層燃焼を行う筒内直噴エンジ
ンと比較して成層燃焼運転領域を比較的高負荷側に広げ
ることができるという利点を持っている。なお、ピスト
ン頂面の吸気側にボウル状燃焼室を設けると、ボウル状
燃焼室の周辺位置、すなわち、ボウル状燃焼室の側壁近
傍に点火栓が位置することになる。このようなボウル状
燃焼室は、その形状自体で燃料噴霧を点火栓近傍へ集め
る働きがあり、吸気行程噴射でエンジンを始動させて
も、リーン失火が発生し難い。また、圧縮行程噴射でエ
ンジンを始動させようとした場合、噴射燃料量が多いと
反対にリッチ失火が発生する可能性が高くなる。
いて説明すると、負荷や回転が比較的高いときは吸気行
程中に燃料噴射を行い、燃焼室内に形成した均質な混合
気を燃焼させる均質燃焼を行う一方、部分負荷運転時に
は圧縮行程中に燃料噴射を行い、燃焼室内のタンブル流
れＴによって噴射燃料を点火栓１０の方向へ導き、点火
栓１０の近傍だけに混合気を偏在化させて燃焼させる成
層燃焼を行う。なお、このような成層燃焼形態は本出願
人が特願平１１−１５９２１４号、特願平１１−２４２
４８４号、および特願平１１−２８１２４９号等で既に
提案しているものであり、ピストン頂面の吸気側にボウ
ル状のキャビティ燃焼室を設け、このボウル状燃焼室内
に混合気を偏在化させて成層燃焼を行う筒内直噴エンジ
ンと比較して成層燃焼運転領域を比較的高負荷側に広げ
ることができるという利点を持っている。なお、ピスト
ン頂面の吸気側にボウル状燃焼室を設けると、ボウル状
燃焼室の周辺位置、すなわち、ボウル状燃焼室の側壁近
傍に点火栓が位置することになる。このようなボウル状
燃焼室は、その形状自体で燃料噴霧を点火栓近傍へ集め
る働きがあり、吸気行程噴射でエンジンを始動させて
も、リーン失火が発生し難い。また、圧縮行程噴射でエ
ンジンを始動させようとした場合、噴射燃料量が多いと
反対にリッチ失火が発生する可能性が高くなる。
【０００９】次に、このエンジンの制御系の構成を説明
すると、吸入空気量Ｑａを検出するエアフロメータ２
０、運転者のアクセル踏込み量（アクセル開度）ＡＰＳ
を検出するアクセル開度センサ２１、クランフシャフト
が所定角度回転する毎に信号を出力するクランク角セン
サ２２、エンジン冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ２
３、燃料配管中の燃料圧力Ｐｆを検出する燃圧センサ２
４が設けられており、これらのセンサ出力はＥＣＭ（エ
ンジンコントロールモジュール）２５へ送られ、ＥＣＭ
２５ではこれらのセンサ出力に基づいて燃料噴射制御信
号、点火制御信号、吸入空気量制御信号が作成され、こ
れらの制御信号はそれぞれ燃料噴射弁８、点火栓１０、
電制スロットルチャンバ２へ送られる。
すると、吸入空気量Ｑａを検出するエアフロメータ２
０、運転者のアクセル踏込み量（アクセル開度）ＡＰＳ
を検出するアクセル開度センサ２１、クランフシャフト
が所定角度回転する毎に信号を出力するクランク角セン
サ２２、エンジン冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ２
３、燃料配管中の燃料圧力Ｐｆを検出する燃圧センサ２
４が設けられており、これらのセンサ出力はＥＣＭ（エ
ンジンコントロールモジュール）２５へ送られ、ＥＣＭ
２５ではこれらのセンサ出力に基づいて燃料噴射制御信
号、点火制御信号、吸入空気量制御信号が作成され、こ
れらの制御信号はそれぞれ燃料噴射弁８、点火栓１０、
電制スロットルチャンバ２へ送られる。
【００１０】ＥＣＭ２５が行う制御のうち、本発明に係
る燃料噴射制御について、図２のフローチャートを用い
て説明する。すなわち、本発明に係る始動時燃料噴射制
御手段は、ＥＣＭ２５がソフトウェア的に備えている。
図２のフローチャートに示す処理ルーチンは、エンジン
のイグニッションスイッチがＯＮである間、所定時間毎
にＥＣＭ２５内で実行されるものであり、燃料噴射を吸
気行程中に行うか圧縮行程中に行うかを設定する。
る燃料噴射制御について、図２のフローチャートを用い
て説明する。すなわち、本発明に係る始動時燃料噴射制
御手段は、ＥＣＭ２５がソフトウェア的に備えている。
図２のフローチャートに示す処理ルーチンは、エンジン
のイグニッションスイッチがＯＮである間、所定時間毎
にＥＣＭ２５内で実行されるものであり、燃料噴射を吸
気行程中に行うか圧縮行程中に行うかを設定する。
【００１１】まず、Ｓ１０１では、スタータスイッチが
ＯＦＦからＯＮへ変化したか否かを判断する。スタータ
スイッチは、図１に図示されていないスタータモータを
駆動してエンジンをクランキングするスイッチであり、
このスイッチがＯＦＦからＯＮへ変化したか否かを判断
することでエンジンの始動操作が開始されたか否かを判
断するようにしている。
ＯＦＦからＯＮへ変化したか否かを判断する。スタータ
スイッチは、図１に図示されていないスタータモータを
駆動してエンジンをクランキングするスイッチであり、
このスイッチがＯＦＦからＯＮへ変化したか否かを判断
することでエンジンの始動操作が開始されたか否かを判
断するようにしている。
【００１２】Ｓ１０１で始動操作の開始が判断された場
合はＳ１０２へ進み、その時の冷却水温Ｔｗに基づいて
圧縮行程噴射回数ＩＣ０を算出する。圧縮行程噴射回数
ＩＣ０は、始動時の燃料噴射を何回目まで圧縮行程中に
行うか設定する値であり、図３に示す制御テーブルから
Ｔｗに対応する値をルックアップする。図３の制御テー
ブルは冷却水温Ｔｗが低いほど圧縮行程噴射回数ＩＣ０
が多くなる特性となっており、燃焼室壁温（ピストン１
６の冠面温度やシリンダ１８の内壁温度）が確実に上昇
してから吸気行程噴射へ移行するようになっている。な
お、圧縮行程噴射回数ＩＣ０の設定が４の倍数となって
いるのは４気筒エンジンに対する制御を例示しているか
らであり、各気筒の圧縮行程噴射回数を等しくするため
であるが、必ずしも圧縮行程噴射回数ＩＣ０を気筒数の
倍数として設定する必要はない。なお、始動時の水温Ｔ
ｗが暖機完了温度Ｔｗｔｈ以上であるときは圧縮行程噴
射回数ＩＣ０を０に設定している。すなわち、ホットリ
スタート時は始動時の圧縮行程噴射を行わない。
合はＳ１０２へ進み、その時の冷却水温Ｔｗに基づいて
圧縮行程噴射回数ＩＣ０を算出する。圧縮行程噴射回数
ＩＣ０は、始動時の燃料噴射を何回目まで圧縮行程中に
行うか設定する値であり、図３に示す制御テーブルから
Ｔｗに対応する値をルックアップする。図３の制御テー
ブルは冷却水温Ｔｗが低いほど圧縮行程噴射回数ＩＣ０
が多くなる特性となっており、燃焼室壁温（ピストン１
６の冠面温度やシリンダ１８の内壁温度）が確実に上昇
してから吸気行程噴射へ移行するようになっている。な
お、圧縮行程噴射回数ＩＣ０の設定が４の倍数となって
いるのは４気筒エンジンに対する制御を例示しているか
らであり、各気筒の圧縮行程噴射回数を等しくするため
であるが、必ずしも圧縮行程噴射回数ＩＣ０を気筒数の
倍数として設定する必要はない。なお、始動時の水温Ｔ
ｗが暖機完了温度Ｔｗｔｈ以上であるときは圧縮行程噴
射回数ＩＣ０を０に設定している。すなわち、ホットリ
スタート時は始動時の圧縮行程噴射を行わない。
【００１３】Ｓ１０３では、実際の噴射実行回数をカウ
ントする噴射回数カウンタＩＣの初期値としてＳ１０２
で算出した圧縮行程噴射回数ＩＣ０を設定する。噴射回
数カウンタＩＣは、実際に噴射が実行される毎、すなわ
ち、ＥＣＭ２５から燃料噴射弁８へ燃料噴射制御信号が
出力される毎に１ずつダウンカウントされる。なお、燃
料噴射弁８へ燃料噴射制御信号を出力する処理は本ルー
チンと別の処理ルーチンで実行されるので、噴射回数カ
ウンタＩＣのダウンカウントも本ルーチン内ではなく実
際に燃料噴射制御信号を出力する処理ルーチン内で行わ
れる。
ントする噴射回数カウンタＩＣの初期値としてＳ１０２
で算出した圧縮行程噴射回数ＩＣ０を設定する。噴射回
数カウンタＩＣは、実際に噴射が実行される毎、すなわ
ち、ＥＣＭ２５から燃料噴射弁８へ燃料噴射制御信号が
出力される毎に１ずつダウンカウントされる。なお、燃
料噴射弁８へ燃料噴射制御信号を出力する処理は本ルー
チンと別の処理ルーチンで実行されるので、噴射回数カ
ウンタＩＣのダウンカウントも本ルーチン内ではなく実
際に燃料噴射制御信号を出力する処理ルーチン内で行わ
れる。
【００１４】Ｓ１０４では、燃料圧力Ｐｆが所定の噴射
圧力Ｐｆｔｈより小さいか否かを判断する。高圧燃料ポ
ンプ９をエンジンで直接駆動する場合、クランキング開
始当初は必ず昇圧の途中であり、本ステップの判断がＹ
ＥＳとなる可能性が高い。これに対し、高圧燃料ポンプ
９をモータで駆動するようにし、イグニッションスイッ
チのＯＮと同時に昇圧動作を開始するようにしておく
と、スタータスイッチがＯＮとされてクランキングが開
始されるまでに燃料の昇圧を先行させておくことが可能
となり、本ステップの判断がＹＥＳとなる可能性が低く
なる。本ステップの判断がＹＥＳの場合は、Ｓ１０５へ
進んでいかなる行程における燃料噴射も禁止する。
圧力Ｐｆｔｈより小さいか否かを判断する。高圧燃料ポ
ンプ９をエンジンで直接駆動する場合、クランキング開
始当初は必ず昇圧の途中であり、本ステップの判断がＹ
ＥＳとなる可能性が高い。これに対し、高圧燃料ポンプ
９をモータで駆動するようにし、イグニッションスイッ
チのＯＮと同時に昇圧動作を開始するようにしておく
と、スタータスイッチがＯＮとされてクランキングが開
始されるまでに燃料の昇圧を先行させておくことが可能
となり、本ステップの判断がＹＥＳとなる可能性が低く
なる。本ステップの判断がＹＥＳの場合は、Ｓ１０５へ
進んでいかなる行程における燃料噴射も禁止する。
【００１５】Ｓ１０４で燃料圧力Ｐｆが所定の噴射圧力
Ｐｆｔｈ以上であると判断された場合はＳ１０６へ進
み、噴射回数カウンタＩＣが０より大きいか否かを判断
する。始動操作開始からの燃料噴射がＳ１０２の圧縮行
程噴射回数ＩＣ０回実行されると噴射回数カウンタＩＣ
の値が０となって本ステップの判断がＮＯとなる。本ス
テップの判断がＹＥＳである間はＳ１０７へ進み、圧縮
行程中だけで燃料噴射を行う圧縮行程噴射モードを選択
する。
Ｐｆｔｈ以上であると判断された場合はＳ１０６へ進
み、噴射回数カウンタＩＣが０より大きいか否かを判断
する。始動操作開始からの燃料噴射がＳ１０２の圧縮行
程噴射回数ＩＣ０回実行されると噴射回数カウンタＩＣ
の値が０となって本ステップの判断がＮＯとなる。本ス
テップの判断がＹＥＳである間はＳ１０７へ進み、圧縮
行程中だけで燃料噴射を行う圧縮行程噴射モードを選択
する。
【００１６】Ｓ１０６で噴射回数カウンタＩＣが０以下
であると判断された場合はＳ１０８へ進み、冷却水温Ｔ
ｗが暖気完了温度Ｔｗｔｈより低いか否かを判断する。
本ステップの判断がＹＥＳである間はＳ１０９へ進み、
吸気行程中だけで燃料噴射を行う吸気行程噴射モードを
選択する。
であると判断された場合はＳ１０８へ進み、冷却水温Ｔ
ｗが暖気完了温度Ｔｗｔｈより低いか否かを判断する。
本ステップの判断がＹＥＳである間はＳ１０９へ進み、
吸気行程中だけで燃料噴射を行う吸気行程噴射モードを
選択する。
【００１７】Ｓ１０８で冷却水温Ｔｗが暖気完了温度Ｔ
ｗｔｈ以上であると判断された場合はＳ１１０へ進み、
運転条件に応じた噴射モードを選択する。具体的には、
エンジン負荷に相当する目標トルクＴｅとエンジン回転
数Ｎｅとから図４に示す運転領域判断を行い、各運転領
域に設定された噴射モードを選択する。なお、エンジン
回転数Ｎｅはクランク角センサ２２の出力信号に基づい
て算出した値を使用し、目標トルクＴｅはエンジン回転
数Ｎｅとアクセル開度ＡＰＳとに基づいて算出した値を
使用する。
ｗｔｈ以上であると判断された場合はＳ１１０へ進み、
運転条件に応じた噴射モードを選択する。具体的には、
エンジン負荷に相当する目標トルクＴｅとエンジン回転
数Ｎｅとから図４に示す運転領域判断を行い、各運転領
域に設定された噴射モードを選択する。なお、エンジン
回転数Ｎｅはクランク角センサ２２の出力信号に基づい
て算出した値を使用し、目標トルクＴｅはエンジン回転
数Ｎｅとアクセル開度ＡＰＳとに基づいて算出した値を
使用する。
【００１８】ＥＣＭ２５内では、上記のように燃料噴射
モードの設定処理ルーチンが実行されるのと並行して、
目標空燃比を設定する処理ルーチン、燃料噴射量と噴射
時期を算出する処理ルーチン、燃料噴射制御信号を出力
する処理ルーチン等が実行されている。各処理ルーチン
内での処理内容を簡単に説明する。
モードの設定処理ルーチンが実行されるのと並行して、
目標空燃比を設定する処理ルーチン、燃料噴射量と噴射
時期を算出する処理ルーチン、燃料噴射制御信号を出力
する処理ルーチン等が実行されている。各処理ルーチン
内での処理内容を簡単に説明する。
【００１９】目標空燃比を設定する処理ルーチンでは、
目標トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅに応じて図４の制
御マップから目標空燃比をルックアップする。ただし、
エンジンの暖機が完了するまで（冷却水温Ｔｗが暖機完
了温度Ｔｗｔｈより低い間）は、そのとき選択されてい
る噴射モードに対応する制御テーブル（図５，６）から
冷却水温Ｔｗに応じた目標空燃比をルックアップする。
吸気行程噴射モード用制御テーブル（図５）と圧縮行程
噴射モード用制御テーブル（図６）とを比較すると、圧
縮行程噴射モード用制御テーブルの方がリーン側（リッ
チの程度が低い）の値に設定してある。
目標トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅに応じて図４の制
御マップから目標空燃比をルックアップする。ただし、
エンジンの暖機が完了するまで（冷却水温Ｔｗが暖機完
了温度Ｔｗｔｈより低い間）は、そのとき選択されてい
る噴射モードに対応する制御テーブル（図５，６）から
冷却水温Ｔｗに応じた目標空燃比をルックアップする。
吸気行程噴射モード用制御テーブル（図５）と圧縮行程
噴射モード用制御テーブル（図６）とを比較すると、圧
縮行程噴射モード用制御テーブルの方がリーン側（リッ
チの程度が低い）の値に設定してある。
【００２０】燃料噴射量と噴射時期を算出する処理ルー
チンでは、吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅと目標
空燃比とから燃料噴射量Ｔｉを算出すると共に、そのと
き選択されている噴射モードと燃料噴射量Ｔｉとエンジ
ン回転数Ｎｅとに応じて燃料噴射時期ＩＴが算出され
る。なお、目標トルクＴｅと目標空燃比とから目標吸入
空気量を算出し、この目標吸入空気量が得られるように
電制スロットルチャンバ２を制御する吸入空気量制御が
行われているので、算出した量の燃料を算出した時期に
噴射すれば、エンジンは目標トルクＴｅと等しいトルク
を発生する。
チンでは、吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅと目標
空燃比とから燃料噴射量Ｔｉを算出すると共に、そのと
き選択されている噴射モードと燃料噴射量Ｔｉとエンジ
ン回転数Ｎｅとに応じて燃料噴射時期ＩＴが算出され
る。なお、目標トルクＴｅと目標空燃比とから目標吸入
空気量を算出し、この目標吸入空気量が得られるように
電制スロットルチャンバ２を制御する吸入空気量制御が
行われているので、算出した量の燃料を算出した時期に
噴射すれば、エンジンは目標トルクＴｅと等しいトルク
を発生する。
【００２１】燃料噴射制御信号を出力する処理ルーチン
では、クランク角センサ２２の出力信号に基づいて噴射
実行気筒の判別を行い、何れかの気筒が燃料噴射時期Ｉ
Ｔとなったとき、その気筒の燃料噴射弁８に燃料噴射量
Ｔｉに対応する幅の燃料噴射パルス信号を出力する。
では、クランク角センサ２２の出力信号に基づいて噴射
実行気筒の判別を行い、何れかの気筒が燃料噴射時期Ｉ
Ｔとなったとき、その気筒の燃料噴射弁８に燃料噴射量
Ｔｉに対応する幅の燃料噴射パルス信号を出力する。
【００２２】以上のような燃料噴射制御を実行すること
により、エンジンの始動時には、図７に示す燃料噴射が
実施される。なお図７はイグニッションスイッチがＯＮ
とされた後のタイムチャートを示しており、最初の燃料
噴射が♯１気筒で実施され、かつ、圧縮行程噴射回数Ｉ
Ｃ０が４の場合の図である。各気筒の最初の燃料噴射は
圧縮行程噴射とされ、次に＃１気筒で行われる燃料噴
射、すなわち５回目の燃料噴射からは吸気行程噴射とさ
れる。始動操作開始時の冷却水温Ｔｗが低く圧縮行程噴
射回数ＩＣ０が８，１２とされた場合、圧縮行程噴射か
ら吸気行程噴射に切替えられるラインは一点鎖線、二点
鎖線のように移動する。
により、エンジンの始動時には、図７に示す燃料噴射が
実施される。なお図７はイグニッションスイッチがＯＮ
とされた後のタイムチャートを示しており、最初の燃料
噴射が♯１気筒で実施され、かつ、圧縮行程噴射回数Ｉ
Ｃ０が４の場合の図である。各気筒の最初の燃料噴射は
圧縮行程噴射とされ、次に＃１気筒で行われる燃料噴
射、すなわち５回目の燃料噴射からは吸気行程噴射とさ
れる。始動操作開始時の冷却水温Ｔｗが低く圧縮行程噴
射回数ＩＣ０が８，１２とされた場合、圧縮行程噴射か
ら吸気行程噴射に切替えられるラインは一点鎖線、二点
鎖線のように移動する。
【図１】本発明の実施の形態における筒内直噴エンジン
の始動制御装置の全体構成図である。
の始動制御装置の全体構成図である。
【図２】実施の形態における燃料噴射モード設定処理ル
ーチンを示すフローチャートである
ーチンを示すフローチャートである
【図３】冷却水温Ｔｗに応じて始動時の圧縮行程噴射回
数ＩＣ０を記憶するテーブルを示す図である。
数ＩＣ０を記憶するテーブルを示す図である。
【図４】目標トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅとに応じ
て目標空燃比と燃料噴射モードとを記憶するマップを示
す図である。
て目標空燃比と燃料噴射モードとを記憶するマップを示
す図である。
【図５】冷却水温Ｔｗに応じて目標空燃比を記憶する吸
気行程噴射モード用のテーブルを示す図である。
気行程噴射モード用のテーブルを示す図である。
【図６】冷却水温Ｔｗに応じて目標空燃比を記憶する圧
縮行程噴射モード用のテーブルを示す図である。
縮行程噴射モード用のテーブルを示す図である。
【図７】実施の形態における始動時の燃料噴射制御を示
すタイムチャートである。
すタイムチャートである。
１ エアフィルタ ２ 電制スロットルチャンバ ３ コレクタ ４ 分岐通路 ５ 吸気ポート ６ 吸気弁 ７ シリンダヘッド ８ 燃料噴射弁 ９ 高圧燃料ポンプ １０ 点火栓 １１ 排気弁 １２ 吸気ポート １３ 排気通路 １４ 触媒 １５ 凹部 １６ ピストン １７ キャビティ燃族室 １８ シリンダ ２０ エアフロメータ ２１ アクセル開度センサ ２２ クランク角センサ ２３ 水温センサ ２４ 燃圧センサ ２５ ＥＣＭ（始動時燃料噴射制御手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 泰之 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自 動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G023 AA04 AA18 AB01 AB03 AC04 AC05 AD01 AD08 AD29 AG01 3G084 AA04 BA13 BA15 CA01 DA10 EA04 EA11 EB08 EB24 EC02 FA00 FA07 FA17 FA20 FA32 FA33 FA36 FA38 3G301 HA04 HA16 JA21 KA01 KA04 LB04 LB07 MA11 MA19 MA24 NA08 NB15 NC02 NC08 NE15 PA01Z PB05Z PB08Z PE01Z PE03Z PE06Z PE08Z PF03Z PF16Z
Claims (4)
- 【請求項１】 筒内へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁
と、 点火栓が略中央に位置するキャビティ燃焼室を冠面に凹
設したピストンと、 エンジン始動時の最初の燃料供給を圧縮行程中の燃料噴
射だけで行うよう前記燃料噴射弁を制御する始動時燃料
噴射制御手段と、 を備えたことを特徴とする筒内直噴エンジンの始動制御
装置。 - 【請求項２】 前記始動時燃料噴射制御手段は、２回目
以降の所定回数の燃料供給を圧縮行程中の燃料噴射だけ
で行うよう前記燃料噴射弁を制御すると共に、この所定
回数をエンジン冷却温度に応じて可変設定することを特
徴とする請求項１記載の筒内直噴エンジンの始動制御装
置。 - 【請求項３】 前記始動時燃料噴射制御手段は、前記燃
料噴射弁に供給される燃料の圧力が所定圧力以下である
とき燃料噴射を行わないことを特徴とする請求項１記載
の筒内直噴エンジンの始動制御装置。 - 【請求項４】 燃料タンク内の燃料を前記燃料噴射弁へ
圧送する燃料ポンプを備え、この燃料ポンプによる燃料
昇圧動作をエンジン始動時のクランキング開始前から開
始することを特徴とする請求項１記載の筒内直噴エンジ
ンの始動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000135437A JP3687089B2 (ja) | 2000-05-09 | 2000-05-09 | 筒内直噴エンジンの始動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000135437A JP3687089B2 (ja) | 2000-05-09 | 2000-05-09 | 筒内直噴エンジンの始動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001317390A true JP2001317390A (ja) | 2001-11-16 |
| JP3687089B2 JP3687089B2 (ja) | 2005-08-24 |
Family
ID=18643513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000135437A Expired - Lifetime JP3687089B2 (ja) | 2000-05-09 | 2000-05-09 | 筒内直噴エンジンの始動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3687089B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010065598A (ja) * | 2008-09-10 | 2010-03-25 | Mitsubishi Motors Corp | 筒内噴射型内燃機関 |
| JP2015203318A (ja) * | 2014-04-11 | 2015-11-16 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関システム |
-
2000
- 2000-05-09 JP JP2000135437A patent/JP3687089B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010065598A (ja) * | 2008-09-10 | 2010-03-25 | Mitsubishi Motors Corp | 筒内噴射型内燃機関 |
| JP2015203318A (ja) * | 2014-04-11 | 2015-11-16 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3687089B2 (ja) | 2005-08-24 |
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