JP2881607B2 - エンジンの燃料制御装置 - Google Patents

エンジンの燃料制御装置

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JP2881607B2
JP2881607B2 JP2334841A JP33484190A JP2881607B2 JP 2881607 B2 JP2881607 B2 JP 2881607B2 JP 2334841 A JP2334841 A JP 2334841A JP 33484190 A JP33484190 A JP 33484190A JP 2881607 B2 JP2881607 B2 JP 2881607B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B53/10Fuel supply; Introducing fuel to combustion space
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は気筒内の点火栓近傍に直接燃料を噴射して成
層燃焼を行うようにしたエンジンの燃料制御装置に関す
る。
(従来の技術) エンジンの熱効率を改善する手段として筒内直接燃料
噴射による成層燃焼が従来から知られており、特にロー
タリピストンエンジンにおいては濃厚な混合気が作動室
のトレーリング側に偏在しやすいことから、リーディン
グ側の点火栓近傍の混合気の空燃比を可燃範囲に保つの
に上記手段が極めて有効であると考えられている。
例えば、特開平2−5714号公報に記載されたロータリ
ピストンエンジンの燃料噴射装置では、吸気通路に燃料
を噴射する低圧インジェクタを設けるとともに気筒内の
点火栓近傍に直接燃料を噴射する高圧の筒内インジェク
タを設けることによって着火性を確保し熱効率の高い安
定した希薄燃焼を実現できるようにしている。また、さ
らに希薄な混合気でも安定した着火が得られるようにす
るため、インジェクタと点火栓を近接して配置する点火
室を設け、この点火室内のインジェクタによりエンジン
の全運転領域で燃料を噴射して点火栓の近傍に比較的濃
い可燃混合気を分布させる一方、吸気通路に設けた低圧
インジェクタからは所定の運転領域で運転状態に応じた
所定量の燃料を噴射して作動室内に超希薄な均一混合気
をつくるようにしたものも提案されている。
(発明が解決しようとする課題) 上記のように筒内直接燃料噴射によって点火栓の近傍
に適正な可燃混合気を分布させるようにすれば、全体と
しては希薄な混合気によって安定した燃焼を行うことが
可能であり、実際に、定常運転状態においてはその効果
が実証されている。しかしながら、このような燃料噴射
方式を採用したエンジンでは、従来、過渡時特に急加速
時には着火性が悪化し、失火あるいは極めて不安定な燃
焼状態を生じやすいという問題があり、特に、点火室に
インジェクタと点火栓を近接して配置したものにおいて
この問題が顕著であった。
上記のように筒内の点火栓の近傍に直接燃料を噴射す
る場合は、点火栓近傍の混合気の空燃比は燃料噴射量の
変化に敏感となるため、過渡時に可燃範囲からはみ出し
易いことは十分に考えられるし、噴射燃料の急な増量に
よって点火栓が濡れてしまうことも有り得る。また、特
に上記のように点火室を設けたロータリピストンエンジ
ンの場合、スロットル弁が瞬時に全開して急激に作動室
内の空気密度が高まったり、急激に回転数が増大するよ
うな状態においては、その急激な空気密度の高まりやロ
ータ回転速度の増大によって点火室に向かう強い空気の
流れが生じ、そのため、点火室内に噴射された燃料は作
動室に流出せずに点火室内に滞留してしまってオーバー
リッチになることが考えられる。実際、このような点火
室を設けたロータリピストンエンジンについてガスサン
プリング装置を使い、急激にスロットル弁を開いた状
態、あるいは急激に回転数が増大する状態で極く短いサ
ンプリングタイムで点火室内の混合気を採取し分析した
ところ、明らかに可燃範囲を越えてオーバーリッチ状態
となった。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、
火花点火式のエンジンにおいて、筒内直接燃料噴射によ
る成層燃焼によって熱効率を改善しつつ、加速時のオー
バーリッチによる失火あるいは不安定燃焼を防止するこ
とを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明は、筒内直接燃料噴射を行うエンジンにおい
て、加速時の点火栓近傍がオーバーリッチ雰囲気になる
のを防ぐべく筒内直接燃料噴射の噴射量を低減するよう
にしたものであって、その構成は第1図に示すとおりで
ある。すなわち、本発明に係るエンジンの燃料制御装置
は、気筒内に直接燃料を噴射する筒内インジェクタと、
吸気通路に燃料を噴射する低圧インジェクタと、エンジ
ンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状
態検出手段の出力を受け、所定の運転領域において所定
量の燃料を噴射するよう前記低圧インジェクタを制御す
る低圧噴射制御手段と、前記運転状態検出手段の出力を
受け、エンジンの全運転領域において所定量の燃料を噴
射するよう前記筒内インジェクタを制御する筒内噴射制
御手段と、前記運転状態検出手段の出力に基づいて加速
状態を判定し、加速時には前記筒内噴射制御手段による
前記筒内インジェクタの制御を補正して該筒内インジェ
クタからの噴射量を所定量減量するとともに前記低圧噴
射制御手段による前記低圧インジェクタの制御を補正し
て該低圧インジェクタからの噴射量を所定量増量する加
速時補正手段を備えたことを特徴とする。
(作用) 筒内インジェクタからはエンジンの全運転領域におい
て燃焼室内の点火栓近傍に所定量の燃料が直接噴射さ
れ、また、低圧インジェクタからは所定の運転領域にお
いて吸気通路に燃料が噴射される。その結果、燃焼室内
の混合気は成層化し点火栓近傍に濃い混合気層が形成さ
れる。したがって、全体としては希薄な混合気であって
も点火栓近傍は着火に適した空燃比とすることができ、
熱効率の高い安定燃焼が実現ができる。また、加速時に
は筒内インジェクタからの噴射量が所定量減量され、そ
れによって過渡状態における点火栓近傍のオーバーリッ
チ化が防止される。
(実施例) 以下、実施例を図面に基づいて説明する。
第2図はロータリピストンエンジンに適用した本発明
の一実施例の全体システム図である。この実施例におい
て、エンジン本体1は、トロコイド状の内周面を有する
ロータハウジング2および該ロータハウジング2の両側
に配置されたサイドハウジング3とからなるケーシング
と、出力軸である偏心軸4の偏心部に支持されて上記ケ
ーシング内をロータハウジング2の内周面に摺接しなが
ら遊星回転する略三角形状のロータ5とからなり、ロー
タ5の各フランク面とケーシング内面との間に三つの作
動室6が形成されて、これら作動室の容積がロータ5の
回転に伴って順次変化することにより順次吸入,圧縮,
爆発,排気が行われるよう構成されている。上記サイド
ハウジング3の内面には、トロコイド形状の一方の短軸
部に近い位置に吸気ポート7が開口され、また、この短
軸部を挟んで上記吸気ポート7に対向する側のロータハ
ウジング2の内周面には排気ポート8が開口されてい
る。また、ロータハウジング2の内周面には、上記吸気
ポート7および排気ポート8から離れた他方の短軸部に
点火室9が形成され、該点火室9には、点火栓10と、燃
料を高圧で噴射する筒内インジェクタ11が近接して配置
されている。上記筒内インジェクタ11は、偏心軸4によ
って調時駆動される燃料噴射ポンプ12から高圧燃料の供
給を受けるものであって、後述のコントロールユニット
22によってインジェクタ11内部のソレノイドバルブを制
御することにより噴射量が制御されるよう構成されてい
る。
吸気ポート7に連通する吸気通路13にはスロットルバ
ルブ14が介設され、また、スロットルバルブ14の下流に
は燃料噴射用の低圧インジェクタ15が配置されている。
上記低圧インジェクタ15には図示しない燃料供給ポンプ
から燃料が供給される。この低圧インジェクタ15はそれ
自体公知の電磁式インジェクタであって、後述のコント
ロールユニット22によって噴射量が制御される。
上記排気ポート8に連通する排気通路16にはキャタラ
イザ17が配設され、また、キャタライザ17の上流位置に
はターボチャージャー18のタービン19が介設されてい
る。また、吸気通路13の上流位置には、上記ターボチャ
ージャー18のタービン19によって駆動されるブロア20が
設けられ、該ブロア20の下流側にはインタークーラ21が
配設されている。
上記筒内インジェクタ11の燃料噴射量および低圧イン
ジェクタ15の燃料噴射量はコントロールユニット22によ
りエンジン運転状態に応じて制御される。そのため、コ
ントロールユニット22にはエンジン回転数(N),吸気
管負圧(PB)およびスロットル開度(TVO)の各信号が
入力される。そして、コントロールユニット22ではエン
ジン回転数(N)と吸気管負圧(PB)の関数として各イ
ンジェクタ11,15からの燃料噴射量を設定し、また、エ
ンジンの加速状態をスロットル開度(TVO)の変化およ
びエンジン回転数(N)の変化によって判定して、加速
時には筒内インジェクタ11からの燃料噴射量を減量補正
するとともに、低圧インジェクタ15からの燃料噴射量を
増量補正する。
第3図はこの実施例の上記燃料噴射量制御を実行する
フローチャートであり、S1〜S6はその各ステップであ
る。このフローにおいて、スタートすると、まず、S1で
スロットル開度(TVO)が開側に変化したかどうかをd
(TVO)/dt>0かどうかによって判定し、NOであれば、
S2でスロットル開度(TVO)が所定開度((TVO))よ
り大きいかどうかを判定する。そして、S2でもNO(TVO
≦(TVO))であれば、S3へ行って筒内インジェクタ1
1の噴射期間(ΔθDI)および低圧インジェクタ15の噴
射期間(ΔθMI)をそれぞれエンジン回転数(N)と吸
気管負圧(PB)の関数として設定し、S4でそれぞれ噴射
を実行する。
S1の判定でYES(d(TVO)/dt>0)であれば、加速
時ということでS5で行って、通常時設定の噴射期間(F
(N,PB))に負の補正係数αを掛けることによって筒内
インジェクタ11の噴射期間(ΔθDI)を減量側に補正
し、また、同様に通常時設定の噴射期間(G(N,PB))
に正の補正係数を掛けることによって低圧インジェクタ
15の噴射期間(ΔθMI)を増量補正する。そして、S4へ
行ってそれぞれの噴射を実行する。
また、S2でYES(TVO>(TVO))のときは、S6でエ
ンジン回転数Nが上昇したかどうか(dN/dt>0かどう
か)を判定し、YES(dN/dt>0)であればS5へ行ってや
はり筒内インジェクタ11の噴射期間(ΔθDI)を減量補
正し、低圧インジェクタ15の噴射期間(ΔθMI)を増量
補正する。一方、S6でNO(dN/dt≦0)であればS3へ行
って通常設定の噴射時期とする。
なお、上記実施例ではロータリピストンエンジンに適
用したものを説明したが、本発明はロータリピストンエ
ンジンに限定されるものではない。
(発明の効果) 本発明は以上のように構成されているので、筒内直接
燃料噴射によって燃料を成層化し熱効率を改善すること
ができるとともに、加速時のオーバーリッチによる失火
等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の全体構成図、第2図は本発明の一実施
例の全体システム図、第3図は同実施例の制御を実行す
るフローチャートである。 1:エンジン本体、6:作動室、7:吸気ポート、9:点火室、
10:点火栓、11:筒内インジェクタ、13:吸気通路、15:低
圧インジェクタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/02 F02D 41/34

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】気筒内に直接燃料を噴射する筒内インジェ
    クタと、吸気通路に燃料を噴射する低圧インジェクタ
    と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
    と、該運転状態検出手段の出力を受け、所定の運転領域
    において所定量の燃料を噴射するよう前記低圧インジェ
    クタを制御する低圧噴射制御手段と、前記運転状態検出
    手段の出力を受け、エンジンの全運転領域において所定
    量の燃料を噴射するよう前記筒内インジェクタを制御す
    る筒内噴射制御手段と、前記運転状態検出手段の出力に
    基づいて加速状態を判定し、加速時には前記筒内噴射制
    御手段による前記筒内インジェクタの制御を補正して該
    筒内インジェクタからの噴射量を所定量減量するととも
    に前記低圧噴射制御手段による前記低圧インジェクタの
    制御を補正して該低圧インジェクタからの噴射量を所定
    量増量する加速時補正手段を備えたことを特徴とするエ
    ンジンの燃料制御装置。
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