JP3252197B2 - 燃料噴射式エンジンの燃料制御装置 - Google Patents

燃料噴射式エンジンの燃料制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動二輪
車に搭載される燃料噴射式エンジンの燃料制御装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば自動二輪車においては、燃料制御
の精度を向上させ、或いは排気ガスの清浄化、低燃費等
の観点から燃料供給として、従来の気化器に代えて燃料
噴射装置を備える燃料噴射式エンジンを搭載するものが
ある。このような燃料噴射式エンジンでも、出力、燃費
及び運転性を損なうことなく排気ガス成分を低減する方
法が用いられものがあり、この方法には排気ガスの発生
源である燃焼室内における燃焼を制御する方式と、触媒
による後処理方式がある。この燃焼室内における燃焼を
制御する方式としては、例えば点火プラグ近傍の空燃比
を局所的に過濃とする成層燃焼によるものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、点火プラグ
近傍の空燃比を局所的に過濃とする成層燃焼による場合
には、この成層燃焼を運転中に安定して維持することが
重要であり、これにより排気ガス成分を低減することが
可能になるが、従来例えば排気ガス濃度、燃焼圧波形等
で成層燃焼を判断していたが構成が複雑であった。
【0004】また、排気ガスの発生源である燃焼室内に
おける燃焼を制御する方式と、触媒による後処理方式と
を併用するものがあり、この場合にはアイドリング時等
の低回転域で成層燃焼を行なうと、排気ガスの温度が低
く触媒が活性化しない状態になり、排気ガス成分を低減
することができないようになる。この発明はかかる点に
鑑みなされたもので、簡単な構成で、成層燃焼を行な
い、しかも排気ガス成分を低減することが可能な燃料噴
射式エンジンの燃料制御装置を提供することを目的とし
ている。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、所定のタイミングで気筒内
に燃料を噴射する燃料噴射装置と、排気ガスを触媒によ
って浄化する浄化装置と、排気ガスの温度を検出する温
度検出手段と、この温度検出手段から得られた排気ガス
の温度と予め設定された設定温度とを比較する温度比較
手段と、前記燃料噴射装置の燃料噴射タイミングを可変
する制御手段とを備え、前記温度検出手段は、前記浄化
装置に対して排気ガスの流れの方向の上流側に配置さ
れ、前記制御手段は、排気ガスの温度が予め設定された
成層燃焼の基準温度である設定温度より高いとき前記燃
料噴射装置の燃料噴射タイミングを遅らせることにより
成層燃焼状態を得ることを特徴としている。
【0006】この請求項1記載の発明では、浄化装置に
対して排気ガスの流れの方向の上流側に配置された温度
検出手段から高精度に排気ガスの温度情報が得られ、温
度検出手段から得られた排気ガスの温度と予め設定され
た設定温度とを比較し、この排気ガスの温度が予め設定
された成層燃焼の基準温度である設定温度より高いとき
は燃料噴射装置の燃料噴射タイミングを遅らせ、成層燃
焼状態を得る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を添付図
面に基づいて詳細に説明する。図1は燃料噴射式エンジ
ンを搭載した自動二輪車の側面図、図2は燃料噴射式エ
ンジンの側面図である。自動二輪車の車体1を構成する
ヘッドパイプ2にはフロントフォーク3が旋回可能に支
持され、このフロントフォーク3には前輪4が支持され
ている。ヘッドパイプ2の後側にはメインフレーム5及
びダウンチューブ6が接続され、このメインフレーム5
の後方には左右一対のシートピラチューブ7が接続さ
れ、またダウンチューブ6にも同様に左右一対の支持フ
レーム8が接続され、この支持フレーム8及びシートピ
ラチューブ7の後端部は接続されている。メインフレー
ム5の後端から後方へ左右一対のシートレール9が延び
ており、このシートレール9はバックステー10でシー
トピラチューブ7に支持されている。シートピラチュー
ブ7に設けたブラケット11にはリヤアーム12が軸支
され、このリヤアーム12の後端部に後輪13が支持さ
れている。メインフレーム5には燃料タンク14が跨ぐ
ようにして載置され、この燃料タンク14の後方をシー
ト15が覆っており、このシート15はシートレール9
に載置されている。
【0008】車体1のメインフレーム5、ダウンチュー
ブ6、シートピラチューブ7及び支持フレーム8で囲ま
れる部分には燃料噴射式エンジン16が搭載され、この
燃料噴射式エンジン16は単気筒の2サイクルエンジン
が用いられている。燃料噴射式エンジン16のクランク
ケース17には気筒18が車体前側へ傾斜して設けら
れ、この気筒18の前側に排気管19が接続され、この
排気管19は燃料噴射式エンジン16の右側を通って後
方へ延び、この排気管19には触媒200が内蔵され、
その排気管19の後部にはサイレンサ201が設けられ
ている。気筒18に設けられたピストン20はクランク
ケース17に軸支されたクランク軸21にコンロッド2
2を介して連結されている。
【0009】気筒18には燃焼室23内に空気と燃料と
を噴射する燃焼室燃料噴射装置24及び点火プラグ25
が備えられ、この燃焼室燃料噴射装置24には燃焼室燃
料噴射インジェクタ26が取付けられている。また、ク
ランクケース17には吸気管27が接続され、この吸気
管27にはリードバルブ28が設けられ、さらにこのリ
ードバルブ28の上流側には吸気管27に燃料を噴射す
る吸気管燃料噴射インジェクタ29が設けられている。
吸気管27にはエアクリーナ30から空気がスロットル
弁100の作動で供給される。エアクリーナ30は燃料
噴射式エンジン16の後方位置で、車体1のシートピラ
チューブ7、シートレール9及びバックステー10に囲
まれる部分に配置されている。
【0010】吸気管27近傍のクランクケース17の上
部位置には空気ポンプ31及び機械式燃料ポンプ32が
それぞれ近接して設けられ、それぞれクランク軸21の
動力が動力伝達機構33を介して伝達され、空気ポンプ
31及び機械式燃料ポンプ32はこの機械的動力伝達機
構33により効果的に駆動される。吸気管27の上部に
吸気管燃料噴射インジェクタ29を配置することで、気
筒18の後方でクランクケース17の上方位置にスペー
スが確保され、これにより空気ポンプ31及び機械式燃
料ポンプ32が気筒18の後方でエンジンのクランク軸
方向の幅内に配置することが可能になる。
【0011】この機械式燃料ポンプ32の駆動によって
燃料タンク14の燃料が燃料フィルタ80を介して燃焼
室燃料噴射インジェクタ26及び吸気管燃料噴射インジ
ェクタ29へ圧送され、この燃焼室燃料噴射インジェク
タ26と吸気管燃料噴射インジェクタ29との間には差
圧レギュレータ81が配置され、また吸気管燃料噴射イ
ンジェクタ29と燃料タンク14との間には吸気レギュ
レータ82が設けられている。
【0012】また、燃焼室燃料噴射インジェクタ26及
び吸気管燃料噴射インジェクタ29と、燃料フィルタ8
0との間には燃料圧力検出センサ83が設けられ、燃料
の圧力情報を制御装置84へ送るようになっており、こ
の制御装置84にはまたエンジン回転数検出センサ85
からエンジン回転数情報が、また温度検出手段である温
度検出センサ101から排気ガスの温度情報が送られ
る。
【0013】機械式燃料ポンプ32と並列に電動式燃料
ポンプ86が接続され、この電動式燃料ポンプ86は制
御装置84によってエンジンの低回転域で駆動され、エ
ンジンの低回転域では機械式燃料ポンプ32と電動式燃
料ポンプ86が併用して駆動され、これで燃料が燃焼室
燃料噴射インジェクタ26及び吸気管燃料噴射インジェ
クタ29へ圧送される。電動式燃料ポンプ86は制御装
置84で低回転域でON、中高回転域でOFF制御が行
なわれ、この回転域の判断はエンジン回転数検出センサ
85からエンジン回転数情報または燃料圧力検出センサ
83による燃料圧力情報によって行なわれる。
【0014】図3は請求項1記載の燃料噴射式エンジン
の燃料制御装置の概略構成図、図4はこの燃料噴射式エ
ンジンの燃料制御装置の作動を示すフローチャートであ
る。この燃料噴射式エンジンの燃料制御装置は、図1に
示す所定のタイミングで気筒18内に燃料を噴射する燃
料噴射装置24を備える燃料噴射式エンジン16におい
て、排気ガスの温度を検出する温度検出手段としての温
度検出センサ101と、この温度検出センサ101から
得られた排気ガスの温度と予め設定された設定温度とを
比較する温度比較手段102と、この排気ガスの温度が
予め設定された設定温度より高いとき燃料噴射装置24
の燃料噴射タイミングを遅らせる制御手段103とを備
えており、この温度比較手段102と制御手段103は
制御装置84により構成されている。
【0015】この燃料噴射式エンジンの燃料制御装置
は、図4に示すように、温度検出センサ101から得ら
れた排気ガスの温度と予め設定された設定温度(成層燃
焼の基準温度、例えば150°C)とを比較し(ステッ
プa)、この排気ガスの温度が予め設定された設定温度
より高いときは燃料噴射装置24の燃料噴射タイミング
を遅らせ(ステップb)、設定温度より低くして成層燃
焼を維持する(ステップc)。
【0016】従来、排気ガス濃度、燃焼圧波形等で成層
燃焼を判断していたが、排気ガス温度によって成層燃焼
を判断し、排気ガスの温度が高いときには燃料噴射装置
24の燃料噴射タイミングを遅らせるフィードバック制
御を行なうことで、排気ガス値の低い、しかも失火のな
い常時安定した燃焼状態が得られる。なお、この燃料噴
射タイミングを遅くするほかに、点火時期を遅らせ、或
いはスロットル開度をやや開ける制御を行なうこともで
きる。
【0017】図5は請求項2記載の燃料噴射式エンジン
の燃料制御装置の作動を示すフローチャートである。こ
の燃料噴射式エンジンの燃料制御装置は、図1に示す所
定のタイミングで気筒18内に燃料を噴射する燃料噴射
装置24と、排気ガスを触媒200によって浄化する浄
化装置とを備える燃料噴射式エンジン16において、排
気ガスの温度を検出する温度検出センサ101と、この
温度検出センサ101から得られた排気ガスの温度と予
め設定された設定温度とを比較する温度比較手段102
と、この排気ガスの温度が予め設定された設定温度より
低いとき前記燃料噴射装置24の燃料噴射タイミングを
早くする制御手段103とを備えている。
【0018】この燃料噴射式エンジンの燃料制御装置
は、温度検出センサ101から得られた排気ガスの温度
と予め設定された設定温度(触媒活性化の基準温度、例
えば300°C)とを比較し(ステップa)、この排気
ガスの温度が予め設定された設定温度より低いとき燃料
噴射装置24の燃料噴射タイミングを早くし(ステップ
b)、排気ガスの温度により燃料噴射タイミングを制御
する。
【0019】これにより、エンジンの低回転域で、点火
プラグ近傍の空燃比を局所的に過濃とする成層燃焼を行
なうと、排気ガス温度が低く触媒が活性化しないため、
このような運転状態では燃料を早めに噴き、均一燃焼に
することにより排気ガスの温度を上昇させ、触媒を活性
化して排気ガス値を下げる。なお、排気ガスの温度が予
め設定された設定温度より低いとき、点火時期を遅くし
て成層燃焼を止めて、均一燃焼にすることにより排気ガ
スの温度を上昇させ、触媒を活性化して排気ガス値を下
げることもできる。
【0020】図6は請求項3記載の燃料噴射式エンジン
の燃料制御装置の作動を示すフローチャートである。こ
の燃料噴射式エンジンの燃料制御装置は、図1に示す所
定のタイミングで気筒18内に燃料を噴射する燃料噴射
装置24と、排気ガスを触媒200によって浄化する浄
化装置とを備え、成層燃焼を行なう燃料噴射式エンジン
16において、排気ガスの温度を検出する温度検出セン
サ101と、この温度検出センサ101から得られた排
気ガスの温度と予め設定された設定温度とを比較する温
度比較手段102と、この排気ガスの温度が予め設定さ
れた第1の設定温度と比較してそれより低いときスロッ
トル開度を閉じ側へ作動させ、第2の設定温度と比較し
てそれより低いときはスロットル開度を開き側へ作動さ
せる制御手段103とを備えている。
【0021】この燃料噴射式エンジンの燃料制御装置
は、温度検出センサ101から得られた排気ガスの温度
と予め設定された第1の設定温度(成層燃焼の基準温
度、例えば150°C)とを比較し(ステップa)、こ
の排気ガスの温度が予め設定された第1の設定温度より
低いときは成層燃焼であり、このときはスロットル開度
を閉じ側へ作動させて、排気ガスの温度を上昇させる
(ステップb)。
【0022】そして、成層燃焼でないときは、排気ガス
の温度を第2の設定温度(触媒活性化の基準温度、例え
ば300°C)と比較して(ステップc)、この第2の
設定温度(触媒活性化の基準温度、例えば300度)よ
り低いとき、スロットル開度を開き側へ作動して(ステ
ップd)、エンジン回転数を上昇させて、これにより排
気ガスの温度を上げて触媒の活性化を行なう。なお、こ
の燃料制御は、その後連続して行なう必要はなく、触媒
が活性化したら所定期間は通常の燃料制御を行なうこと
ができる。
【0023】
【発明の効果】前記のように、請求項1記載の発明で
は、温度検出手段が浄化装置に対して排気ガスの流れの
方向の上流側に配置されるから、浄化装置の温度の影響
を受けることなく、高精度に排気ガスの温度情報を得る
ことができ、確実に燃焼状態の把握ができる。また、高
精度に得られた排気ガスの温度と予め設定された設定温
度とを比較し、この排気ガスの温度が予め設定された成
層燃焼の基準温度である設定温度より高いときは燃料噴
射装置の燃料噴射タイミングを遅らせることで、排気ガ
スの温度から成層燃焼を判断して成層燃焼状態を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】燃料噴射式エンジンを搭載した自動二輪車の側
面図である。
【図2】燃料噴射式エンジンの側面図である。
【図3】燃料噴射式エンジンの燃料制御装置の概略構成
図である。
【図4】燃料噴射式エンジンの燃料制御装置の作動を示
すフローチャートである。
【図5】燃料噴射式エンジンの燃料制御装置の作動を示
すフローチャートである。
【図6】燃料噴射式エンジンの燃料制御装置の作動を示
すフローチャートである。
【符号の説明】
14 燃料タンク 16 燃料噴射式エンジン 24 燃焼室燃料噴射装置 26 燃焼室燃料噴射インジェクタ 29 吸気管燃料噴射インジェクタ 84 制御装置 101 温度検出センサ 102 温度比較手段 103 制御手段 200 触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−36720(JP,A) 特開 平1−305122(JP,A) 特開 昭60−30440(JP,A) 特開 昭62−51727(JP,A) 特開 平3−202608(JP,A) 特開 平3−189328(JP,A) 特開 平1−155052(JP,A) 実開 昭62−190841(JP,U) 実開 平2−99242(JP,U) 実開 平4−32240(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/00 - 41/40

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定のタイミングで気筒内に燃料を噴射す
    る燃料噴射装置と、排気ガスを触媒によって浄化する浄
    化装置と、排気ガスの温度を検出する温度検出手段と、
    この温度検出手段から得られた排気ガスの温度と予め設
    定された設定温度とを比較する温度比較手段と、前記燃
    料噴射装置の燃料噴射タイミングを可変する制御手段と
    を備え、 前記温度検出手段は、前記浄化装置に対して排気ガスの
    流れの方向の上流側に配置され、 前記制御手段は、排気ガスの温度が予め設定された成層
    燃焼の基準温度である設定温度より高いとき前記燃料噴
    射装置の燃料噴射タイミングを遅らせることにより成層
    燃焼状態を得ることを特徴とする燃料噴射式エンジンの
    燃料制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201900013476A1 (it) * 2019-07-31 2021-01-31 Piaggio & C Spa Metodo di controllo di un motore di un veicolo a sella cavalcabile nella sua fase di riscaldamento

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201900013476A1 (it) * 2019-07-31 2021-01-31 Piaggio & C Spa Metodo di controllo di un motore di un veicolo a sella cavalcabile nella sua fase di riscaldamento
EP3771815A1 (en) * 2019-07-31 2021-02-03 Piaggio & C. S.P.A. Method for controlling a heat engine of a saddle-ride type vehicule

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