JP2605070B2 - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は燃料噴射装置付エンジンにおいて、たとえば
エンジン始動時に使用される燃料噴射装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 従来、燃焼室内に直接的に燃料の噴射を行なう第１燃
料噴射弁としての燃焼室燃料噴射弁と、吸気通路内に燃
料の噴射を行なう第２燃料噴射弁としての吸気関燃料噴
射弁とを、各燃焼室に設ける技術は例えば実開昭60−28
243に見られるように公知である。

この技術によればエンジンの低中負荷領域では燃焼室
燃料噴射弁のみで燃料を供給し、中負荷以上の高負荷領
域では燃焼室燃料噴射弁と吸気管燃料噴射弁の両方によ
り燃料を供給するように制御している。特に点火プラグ
の点火面には燃焼室燃料噴射弁から燃料が確実に噴射さ
れるので失火が防止され、吸気管を通過してきた混合気
が比較的に薄い混合気（空気量が大、燃料量が小）であ
つても、この薄い混合気による成層化が計られるため燃
焼室内では確実に着火がなされていた。これにより、比
較的に薄い混合気での燃焼が可能となり燃料消費率の向
上、排気ガス中の炭化水素（HC）濃度の低下等の利益を
もたらしていた。

またエンジンの始動時において、吸気工程が完了して
圧縮工程が始まる直後に燃焼室内へ燃料を噴射すること
で点火プラグによる着火を計るようにすると、着火に必
要な混合気の霧化、気化が圧縮工程中の短時間内には十
分に行なわれないので失火が発生して、所謂点火プラグ
のカブリの状態となつてしまう。

そこで、エンジンの始動時には吸気管燃料噴射弁から
燃料を供給して着火に必要な混合気の霧化、気化を吸気
管の通路を通過する際に行なわせて、エンジンの着火後
に始めて負荷及びエンジンの回転数に応じて燃焼室燃料
噴射弁、吸気管燃料噴射弁もしくは両方の弁から燃料を
供給する方法が提案される。

この方法によればエンジンが冷えている冷間時間には
問題なくエンジンの始動が行なわれていた。

［本発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、エンジンが連続運転された直後等のエ
ンジンの温間時には、特に余熱の影響を受けやすい燃焼
室に近接して設けられる燃焼室燃料噴射弁の燃料通路内
部ではこの余熱の作用で燃料の気化が発生しており、吸
気管燃料噴射弁からの燃料供給によるエンジン始動後に
燃焼室燃料噴射弁に切換えられる際には、上記のような
気化され燃料が噴射されることになり混合気は燃料混合
比率の低い所謂リーン状態になり、燃焼に必要となる燃
料混合比率が得られなくなつていた。この結果、エンジ
ンの回転が不安定となるばかりか、最悪の場合にはエン
ジンの回転が停止してしまうという問題点を生じること
になる。

したがつて、本発明は上述した問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは燃焼室燃料噴射
弁、吸気管燃料噴射弁もしくは両方の弁から燃料を供給
するエンジンを前提として、エンジンの冷間時、温間時
のいづれの場合にも確実かつ安定して始動を行なうこと
を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上述の問題点を解決し目的を達成するために、本発明
はレシプロエンジンもしくはロータリエンジンに適用さ
れることを前提として、燃焼室内に直接燃料の供給を行
なう第１燃料噴射弁と、吸気通路内に燃料の供給を行な
う第２燃料噴射弁とを備えたエンジンの燃料噴射装置で
あつて、 エンジンが所定温度以下の始動時には前記第２燃料噴
射弁により燃料の供給を行ない、エンジンが所定温度以
上の温間始動時には前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃
料噴射弁の両方により燃料の供給を行なう燃料制御手段
を設ける構成としてある。

［作用］ エンジンが所定温度以下の冷間時のエンジンの始動は
第２燃料噴射弁により吸気通路内に燃料の供給を行な
い、霧化、気化した燃料を燃焼室に吸気させて点火プラ
グにより着火を行なう一方、エンジンが所定温度以上の
温間時のエンジンの始動は第２燃料噴射弁と第１燃料噴
射弁の両方の弁より燃焼室へ燃料の供給を行ない、余熱
の作用で気化している第１燃料噴射弁の燃料通路内の燃
料を燃焼室に供給して点火プラグにより着火を行なうよ
うにしている。また、余熱で高温となつている第１燃料
噴射弁は低温の燃料がその通路内を通過し冷却されるの
で通常の燃料供給ができるようになる。

［実施例］ 以下に本発明の実施例について添付図面に基づいて説
明する。

第１図において、バンケル型のロータリピストンエン
ジンＥのハウジングＨが、ロータハウジング１と前後一
対のサイドハウジング２（一方のサイドハウジングは不
図示）とにより構成されている。ハウジングＨ内にはロ
ータ３が収納されて、これによりハウジングＨ内には３
つの作動室４、５、６が形成される。このロータ３は、
サイドハウジング２に固定されてステーショナリギア７
を案内として、既知のように遊星回転運動を行ない、ロ
ータ３の回転によつて３つの作動室がそれぞれ既知のよ
うに容積変化される。

上記ロータハウジング１には所定位置において排気ポ
ート８が形成されると共に一対の点火プラグ９、10が配
設される一方、サイドハウジング２には所定位置におい
て排気ポート11が形成されている。上記構成により、各
作動室４、５、６は、吸気、圧縮、爆発、排気の各工程
を順次経過することになる。ちなみに、第１図において
は、作動室４が吸気工程、作動室５が爆発工程、作動室
が排気工程にある状態を示している。

そして、ロータ３は矢印Ａ方向に回転されるようにな
つている。

また、上記の吸気ポート11に連なる吸気通路21には、
その上流側より順次、エアクリーナ22、エアフローメー
タ23、スロツトル弁24、サージタンク25がそれぞれ配設
される。

さらに、サイドハウジング２には、作動室４に開口す
る燃料噴射口26が形成され、この燃料噴射口26に対して
第１燃料噴射弁27が取り付けられる。この燃料噴射口26
の形成位置は、作動室４が矢印Ａ方向に回転させられて
圧縮工程されるまでの間、作動室４に開口し続ける位置
に形成され、しかも点火プラグ９、10により点火が行な
われる直前にはロータ３によつて閉じられる位置となる
ように設定されている。

そして、第１燃料噴射弁27からの噴射燃料は燃料噴射
口26を通して作動室４へ供給され、その噴射の方向は第
１図紙面直角方向とされている。尚、この第１燃料噴射
弁27もしくは燃料噴射口26の指向方向は、点火プラグ９
へ向かうような方向とすることもできる。

また上記の吸気ポート11付近の情報の内周面に開口部
を有する第２燃料噴射弁28は吸気通路21へ燃料を噴射す
るようにして十分に霧化、気化した燃料を燃焼室へ供給
するようにしている。

一方、第１図において、制御手段である制御装置31は
マイクロコンピュータ、ROM、RAM、A/D、A/D変換器等で
構成されており、所定のエンジン制御を行なうようにな
されている。そして上記のエアフローメータ23による吸
入空気量の信号の他、各種センサもしくはスイツチ32〜
35からの各信号が入力されるようになつている。この
内、センサ32は、スロツトル弁24の開度を検出する開度
センサであり、センサ33はエンジン回転数を検出する回
転数センサであり、センサ34はエンジンの冷却水の温度
もしくはエンジンの温度を検出する温度センサである。
スイツチ35は、エンジンＥの始動モータ（不図示）への
通電制御を行なうための始動スイツチである。

そして、この制御装置31からは所定の燃料噴射時期と
なつたときに、噴射すべき燃料量に対応したパルス巾を
有する信号が上記の第１燃料噴射弁27と第２燃料噴射弁
28とに出力される。またこの制御装置31からは所定の点
火時期に点火コイル37に信号を出力し点火プラグ９、10
を点火するようにしている。

第２図はこの制御装置31によつて行なわれる上記の第
１燃料噴射弁27と第２燃料噴射弁28とに燃料を出力する
燃料噴射時期の一例について示した図であるが、この燃
料噴射時期はエンジン回転数とエンジン負荷との関係で
決定される。

すなわち、第２図において範囲（ｃ）で示される高負
荷、高回転の範囲では第２燃料噴射弁28から燃料が供給
されるMI（マニホールドインジエクション）が行なわれ
ていて、例えば急加速などの急負荷時には第１燃料噴射
弁27から燃料が供給されるDI（ダイレクトインジエクシ
ヨン）を行なうようにしている。

そして範囲（ｂ）で示される低負荷、低回転の範囲で
はDIだけを行ない、範囲（ａ）で示されるエンジンの始
動時には後述するようにエンジンの冷間時にはMIが、温
間時にはMIとDIの両方を行なうようにしている。

第３図は上記の制御装置31によつて行なわれる制御の
一例を示したフローチヤート図である。

第３図及び第２図に基づいて説明すると、エンジン始
動が開始されるとステツプS1でエンジンが例えばアイド
リング回転数よりも低回転であるか否かの判定と共に、
エンジン冷却水の水温並びに負荷状態の判定の基準とな
る吸入空気量の検出が行なわれる。

次に、ステツプS2でエンジンが始動時であるか否かの
判定が行なわれてNOの判定、即ちエンジンが既に回転状
態にあるとステツプS4に進みこのステツプS4で第２図中
の範囲（ｂ）で示される範囲にあるか否かの判定が行な
われる。

YESの判定が行なわれるとステツプS9に進みエンジン
の負荷と回転数に応じたDIの出力パルス巾τDIが算出さ
れてステツプS10に進む。ステツプS10ではτMIを０に設
定して最終処理するようにする。

一方、ステツプS4でNOの判定が行なわれ、第２図中の
範囲（ｃ）で示される範囲にあると判定されるとステツ
プS11に進みエンジンの負荷と回転数に応じたMIの出力
パルス巾τMIがこのステツプS11で算出されて次のステ
ツプS12でτDIを０に設定して最終処理するようにす
る。

また、ステツプS2でYESの判定すなわち始動時である
との判定がなされるとステツプS3に進む。ステツプS3で
はエンジン冷却水の水温が所定温度のｔ℃以上か否かの
判定が行なわれNOの判定がなされるとステツプS7に進
む。

ステツプS7ではMIのパルス巾τMIが始動時のパルス巾
であるTST1に設定されてステツプS8に進む。このステツ
プS8ではDIのパルス巾τDIが０に設定されて最終処理へ
進む。

一方、ステツプS3でエンジン冷却水の水温が所定温度
のｔ℃以上と判定されるとステツプS5に進む。ステツプ
S5ではMIのパルス巾であるτMIがTST2に設定されてステ
ツプS6に進む。ステツプS6ではDIのパルス巾のτDIがTS
T3に設定されて最終処理に進むようにされている。

以上は第１図のバンケル型のロータリピストンエンジ
ンＥの一実施例について説明したが、レシプロピストン
エンジンにも本発明は適用が可能であり、第４図にその
一実施例を示した。

第４図において、レシプロピストンエンジン100Eには
ピストン103が収納されて、これにより既知のように燃
焼室104は容積変化される。

また、このレシプロピストンエンジン100Eには所定位
置において吸気ポート111が形成されるとともに点火プ
ラグ109が配設される一方、所定位置において排気ポー
ト108が形成されている。また、上記の吸気ポート111に
連なる吸気通路121には、その上流側より順次、不図示
のエアクリーナ、エアフローメータ、スロツトル弁、サ
ージタンクがそれぞれ配設される。

さらに、第１燃料噴射弁127が燃焼室に取り付けられ
る一方、上記の吸気ポート111付近の上方の内周面に開
口部を有する第２燃料噴射弁128が設けられ吸気通路21
へ燃料を噴射するようにして十分に霧化、気化した燃料
を燃焼室104へ供給するようにしている。

また制御手段である制御装置131はマイクロコンピュ
ータ、ROM、RAM、A/D、A/D変換器等で構成されており、
所定のエンジン制御を行なうようになされている。

そしてエアフローメータ123による吸入空気量の信号
の他、各種センサもしくはスイツチ132〜135からの各信
号が入力されるようになつている。この内、センサ132
は、スロツトル弁124の開度を検出する開度センサであ
り、センサ133はエンジン回転数を検出する回転数セン
サであり、センサ134はエンジンの冷却水の温度もしく
はエンジンの温度を検出する温度センサである。スイツ
チ135は、エンジンＥの始動モータ（不図示）への通電
制御を行なうための始動スイツチである。そして、この
制御装置131からは所定の燃料噴射時期となつたとき
に、噴射すべき燃料量に対応したパルス巾を有する信号
が上記の第１燃料噴射弁127と第２燃料噴射弁128とに出
力する一方、点火コイル137に点火の信号を出力する。

以上のように構成されるレシプロピストンエンジン10
0Eは前述したロータリピストンエンジンＥと略同様にエ
ンジンの始動並びに回転の制御が行なわれる。

このようにエンジンの始動時は制御、動作されるので
エンジンが冷えていても、また余熱で高温の状態になつ
ていても確実に始動がなされる。

また、DIを行なう余熱で高温となつている第１燃料噴
射弁は低温の燃料がその通路内で通過され冷却されるの
で通常の燃料供給ができるようになる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によればエンジンが所定温
度以下の冷間時のエンジンの始動は第２燃料噴射弁によ
り吸気通路内に燃料の供給を行ない、霧化、気化した燃
料を燃焼室に吸気させて点火プラグにより着火を行なう
一方、エンジンが所定温度以上の温間時のエンジンの始
動は第２燃料噴射弁と第１燃料噴射弁の両方の弁より燃
焼室へ燃料の供給を行ない、余熱の作用で気化している
第１燃料噴射弁の燃料通路内の燃料を燃焼室に供給して
点火プラグにより着火を行なうようにできる。また、余
熱で高温となつている第１燃料噴射弁は低温の燃料がそ
の通路内を通過し冷却されるので通常の燃料供給ができ
るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明がロータリピストンエンジンに適用され
た一実施例を示した全体系統図、 第２図は第１図の制御装置31によつて行なわれる燃料供
給制御とエンジン回転数、エンジン負荷との関係図、 第３図は第１図の制御装置31によつて行なわれる制御例
を示したフローチヤート図、 第４図は本発明がレシプロピストンエンジンに適用され
た一実施例を示した全体系統図である。 図中、Ｅ……ロータリピストンエンジン、100E……レシ
プロピストンエンジン、３……ロータリピストン、103
……ピストン、9;10;109……点火プラグ、27;127……第
１燃料噴射弁、28;128……第２燃料噴射弁、31;131……
制御装置である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼室内に直接燃料の供給を行なう第１燃
   料噴射弁と、吸気通路内に燃料の供給を行なう第２燃料
   噴射弁とを備えたエンジンの燃料噴射装置であつて、 エンジンが所定温度以下の始動時には前記第２燃料噴射
   弁により燃料の供給を行ない、 エンジンが所定温度以上の温間始動時には前記第１燃料
   噴射弁及び前記第２燃料噴射弁の両方により燃料の供給
   を行なう燃料制御手段を設けることを特徴とするエンジ
   ンの燃料噴射装置。