JP3528310B2 - 直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装置

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JP3528310B2
JP3528310B2 JP05731695A JP5731695A JP3528310B2 JP 3528310 B2 JP3528310 B2 JP 3528310B2 JP 05731695 A JP05731695 A JP 05731695A JP 5731695 A JP5731695 A JP 5731695A JP 3528310 B2 JP3528310 B2 JP 3528310B2
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fuel
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直噴式火花点火機関の燃
料噴射制御装置に関し、詳しくは、シリンダ内に燃料を
直接噴射する構成の直噴式火花点火機関において、ピス
トン冠面に付着する燃料を減少させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、燃料噴射弁の噴孔をシリンダ
内に臨ませて設置し、該燃料噴射弁によって燃料をシリ
ンダ内に直接噴射する構成の直噴式火花点火機関が知ら
れている（特開昭５７−６２９１５号公報等参照）。か
かる直噴式火花点火機関によれば、吸気ポートに燃料噴
射弁を備える予混合式の火花点火機関に比べて、燃料の
輸送遅れによる過渡運転性の悪化や排気組成の悪化を抑
制できるという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記直
噴式火花点火機関では、シリンダ内に直接燃料を噴射さ
せる構成であるため、燃料噴射弁から噴射された燃料が
ピストン冠面に付着し、該ピストン冠面に付着した燃料
が拡散燃焼することでスモークを発生させてしまう場合
があった。
【０００４】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、直噴式火花点火機関において、ピストン冠面に対
する燃料の付着量を極力少なくすることで、前記拡散燃
焼によるスモークの発生を抑制することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのため請求項１の発明
にかかる直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装置は、燃
料噴射弁によりシリンダ内に燃料を直接噴射する構成で
あって、図１に示すように構成される。図１において、
ピストン速度による開始時期設定手段は、吸気行程中の
ピストン速度が最大となる時期に、前記燃料噴射弁から
噴射された燃料の先端をピストン冠面に到達させるべ
く、機関回転速度に応じて前記燃料噴射弁による燃料の
噴射開始時期を設定する。
【０００６】そして、燃料噴射制御手段は、ピストン速
度による開始時期設定手段で設定された噴射開始時期に
応じて前記燃料噴射弁による燃料噴射を制御する。一
方、請求項２の発明にかかる直噴式火花点火機関の燃料
噴射制御装置は、燃料噴射弁によりシリンダ内に燃料を
直接噴射する構成であって、図２に示すように構成され
る。
【０００７】図２において、分裂長さによる開始時期設
定手段は、前記燃料噴射弁から噴射された燃料の先端が
ピストン冠面に到達するときのピストン冠面と前記燃料
噴射弁先端との距離を、前記燃料噴射弁から液柱状又は
液膜状に噴射された燃料が液滴に分裂するようになるま
での長さ以上にすべく、前記燃料噴射弁による吸気行程
中の燃料の噴射開始時期を設定する。
【０００８】そして、燃料噴射制御手段は、分裂長さに
よる開始時期設定手段で設定された噴射開始時期に応じ
て前記燃料噴射弁による燃料噴射を制御する。請求項３
の発明にかかる直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装置
では、前記分裂長さによる開始時期設定手段が、ピスト
ン冠面と前記燃料噴射弁先端との距離が、前記燃料噴射
弁から液柱状又は液膜状に噴射された燃料が液滴に分裂
するようになるまでの長さと略一致する吸気行程中の時
期を、前記燃料噴射弁による燃料の噴射開始時期として
設定する構成とした。
【０００９】更に、請求項４の発明にかかる直噴式火花
点火機関の燃料噴射制御装置は、燃料噴射弁によりシリ
ンダ内に燃料を直接噴射する構成であって、図３に示す
ように構成される。図３において、ピストン速度による
開始時期設定手段は、吸気行程中のピストン速度が最大
となる時期に、前記燃料噴射弁から噴射された燃料の先
端をピストン冠面に到達させるべく、機関回転速度に応
じて燃料噴射弁による燃料の噴射開始時期を設定する。
【００１０】また、分裂長さによる開始時期設定手段
は、ピストン冠面と前記燃料噴射弁先端との距離が、前
記燃料噴射弁から液柱状又は液膜状に噴射された燃料が
液滴に分裂するようになるまでの長さと略一致する吸気
行程中の時期を、前記燃料噴射弁による燃料の噴射開始
時期として設定する。ここで、噴射開始時期選択手段
は、前記ピストン速度による開始時期設定手段で設定さ
れる噴射開始時期と、前記分裂長さによる開始時期設定
手段で設定される噴射開始時期とのうち、より遅い方の
時期を最終的な噴射開始時期として選択する。
【００１１】そして、燃料噴射制御手段は、噴射開始時
期選択手段で選択された噴射開始時期に応じて前記燃料
噴射弁による燃料噴射を制御する。請求項５の発明にか
かる直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装置では、前記
ピストン速度による開始時期設定手段が、燃料噴射弁か
ら噴射される燃料噴霧のうちでシリンダ軸方向となす角
度が最も狭い噴霧方向を基準として、噴射開始時期を設
定する構成とした。
【００１２】請求項６の発明にかかる直噴式火花点火機
関の燃料噴射制御装置では、前記分裂長さによる開始時
期設定手段が、ピストン冠面と前記燃料噴射弁先端との
距離を、燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧のうちでシ
リンダ軸方向となす角度が最も狭い噴霧方向での距離と
する構成とした。
【００１３】
【作用】請求項１の発明にかかる直噴式火花点火機関の
燃料噴射制御装置によると、ピストン速度が最大となる
吸気行程中の時期に、燃料噴霧の先端をピストン冠面に
到達させるから、ピストン冠面に燃料噴霧が衝突すると
きに、ピストン冠面が燃料噴霧先端から離れる方向へ移
動する速度を最大速度とすることができ、以て、ピスト
ン冠面に対する燃料の付着量を抑制し得る。
【００１４】請求項２の発明にかかる直噴式火花点火機
関の燃料噴射制御装置によると、燃料噴射弁から噴射さ
れた燃料の先端がピストン冠面に到達するときのピスト
ン冠面と前記燃料噴射弁先端との距離を、前記燃料噴射
弁から液柱状又は液膜状に噴射された燃料が液滴に分裂
するようになるまでの長さ（以下、分裂長さという）以
上にすべく、前記燃料噴射弁による吸気行程中の燃料の
噴射開始時期を設定するから、液柱状又は液膜状の状態
で燃料噴霧がピストン冠面に衝突することが避けられ、
液滴状になってからピストン冠面に燃料噴霧が衝突させ
ることができ、以て、ピストン冠面に対する燃料の付着
量を抑制し得る。
【００１５】請求項３の発明にかかる直噴式火花点火機
関の燃料噴射制御装置によると、ピストン冠面と燃料噴
射弁先端との距離が、分裂長さと略一致する吸気行程中
の時期を噴射開始時期として設定し、機関回転速度とは
無関係な一定時期に噴射を開始させる。即ち、ピストン
冠面と燃料噴射弁先端との距離が、前記分裂長さと略一
致する吸気行程中の時期は、一般的には、吸気行程の初
期（上死点付近）であって、噴霧速度に対してピストン
速度が充分に小さいため、機関回転速度の変動による燃
料噴霧到達時期のばらつきが小さい。そこで、機関回転
速度とは無関係な一定時期に噴射を開始させて制御を簡
便にしつつ、燃料噴霧が液滴状となってからピストン冠
面に到達するようにして、付着量の減少を図る。
【００１６】請求項４の発明にかかる直噴式火花点火機
関の燃料噴射制御装置によると、前記ピストン速度に基
づき可変設定される噴射開始時期と、前記分裂長さに基
づく一定した噴射開始時期とのうちのより遅い方の時期
が選択される。即ち、分裂長さに略一致する距離となる
ピストン位置（クランク角）は、ピストン速度が最大と
なるピストン位置（クランク角）よりも一般に早く、こ
の場合、ピストン速度が最大となる時期に燃料噴霧が衝
突するように噴射を開始させれば（即ち、両開始時期の
遅い方の時期で燃料噴射を開始させれば）、燃料噴霧は
液滴の状態でかつ最大ピストン速度のときにピストン冠
面に衝突することになり、ピストン冠面に対する燃料付
着量を最大限に少なくできる。
【００１７】但し、ピストン速度が最大となる時期に燃
料噴霧をピストン冠面に衝突させるためには、機関回転
速度が速くなるほどより早い時期に燃料噴射を開始させ
る必要があり、これによって高回転域では吸気行程の極
めて初期に噴射が開始されることになり、噴射がバルブ
オーバーラップ中と重なって、燃料噴霧の排気バルブか
らの吹き抜けが発生し、これにより、燃費の悪化やＨＣ
排出量の増大を招く可能性がある。
【００１８】そこで、高回転域でピストン速度に基づく
開始時期が前記分裂長さに基づく一定した噴射開始時期
よりも早くなった場合には、より開始時期の遅い方であ
る前記分裂長さに基づく一定した噴射開始時期を最終的
な噴射開始時期として、前記噴霧の吹き抜けによる不具
合の発生を回避する。請求項５の発明にかかる直噴式火
花点火機関の燃料噴射制御装置によると、燃料噴射弁か
ら噴射される燃料噴霧のうちで、シリンダ軸方向となす
角度が最も狭い噴霧方向を基準として、ピストン速度が
最大となる時期に噴霧が冠面に到達するように噴射開始
時期を設定するから、ピストン冠面に対して最も直角に
近い角度で衝突して多くの付着量を発生させることにな
る部分を、ピストン速度が最大であるときにピストン冠
面に到達させるようにして付着量を確実に少なくでき
る。
【００１９】請求項６の発明にかかる直噴式火花点火機
関の燃料噴射制御装置によると、ピストン冠面と燃料噴
射弁先端との距離を、燃料噴射弁から噴射される燃料噴
霧のうちでシリンダ軸方向となす角度が最も狭い噴霧方
向での距離、即ち、ピストン冠面に対して最も最短であ
る噴霧方向での距離として噴射開始時期を設定するか
ら、ピストン冠面に対して液滴状の噴霧のみが衝突する
ように制御できる。
【００２０】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図４は本
実施例のシステム構成を示す図である。この図４におい
て、機関１は、電磁式の燃料噴射弁２をその噴孔をシリ
ンダ３内に臨ませて配置し、吸気ポート４及び吸気弁
（図示省略）を介してシリンダ３内に吸引した新気に対
して前記燃料噴射弁２から燃料を噴射して混合気を形成
させ、該混合気を点火栓５による火花点火によって着火
燃焼させる直噴式火花点火機関である。
【００２１】前記機関１の排気は、排気弁（図示省略）
及び排気ポート６を介してシリンダ３内から排出され、
更に、図示しない触媒，マフラーを介して大気中に放出
される。前記燃料噴射弁２には、図示しない燃料ポンプ
によって燃料タンク内から吸引圧送され、圧力調整器に
よって所定の噴射圧に調整されたガソリン燃料が供給さ
れる。そして、マイクロコンピュータを内蔵したコント
ロールユニット７から所定噴射タイミングで送られる機
関運転状態に応じた所定パルス幅の噴射パルス信号に応
じて燃料噴射弁２が開制御され、前記所定噴射圧に調整
された燃料をシリンダ３内に噴射供給する。
【００２２】前記コントロールユニット７には、前記燃
料噴射制御のために、クランク角センサ８，エアフロー
メータ９等の各種センサからの検出信号が入力されるよ
うになっている。ここで、前記燃料噴射制御手段として
のコントロールユニット７は、前記噴射パルス信号のパ
ルス幅を制御すると共に、前記噴射パルス信号の出力開
始タイミング、即ち、燃料噴射弁２による噴射開始時期
を制御するようになっており、かかる噴射開始時期制御
の第１実施例を、図５のフローチャート及び図６，図７
を参照しつつ説明する。
【００２３】第１実施例を示す図５のフローチャートに
おいて、まず、Ｓ１では、クランク角センサ８，エアフ
ローメータ９などの各種センサからの検出信号を読み込
む。Ｓ２では、前記検出信号に基づいて噴射パルス信号
のパルス幅を演算する。Ｓ３では、前記クランク角セン
サ８からの検出信号に基づいて算出される機関回転速度
Ｎｅに応じて噴射開始時期を設定する。
【００２４】この機関回転速度Ｎｅに応じた噴射開始時
期の設定は、図６に示すようなマップを参照して行われ
る。前記図６に示される噴射開始時期は、吸気行程中の
ピストン速度が最大となる時期に、燃料噴射弁２から噴
射された燃料の先端をピストン冠面に到達させるべく予
め設定されたものであり、機関回転速度Ｎｅ（ピストン
速度）の増加に応じて噴射開始時期をより早めるように
なっている（ピストン速度による開始時期設定手段）。
【００２５】前記図６に示す噴射開始時期は、具体的に
は、図７に示すようにして決定される。図７において、
Ａはクランク角度に対するピストン速度の変化を示し、
Ｂは噴射弁２の先端からピストン10の冠面11までのシリ
ンダ軸方向距離、Ｃは噴射弁２の先端から噴霧先端まで
のシリンダ軸方向距離をそれぞれクランク角度に対応さ
せて示すものであり、ＢとＣとの交点、即ち、燃料噴霧
の先端が冠面11に到達する時期が、ピストン速度が最大
速度となる時期に一致するように、噴射開始のクランク
角度ＩＴが決定される。
【００２６】ここで、前記Ｃの傾きは、図８に示す燃料
噴霧速度Ｖのシリンダ軸方向成分ＶＣと、そのときの機
関回転速度Ｎｅとに依存し、単位クランク角度当たりの
燃料噴霧のシリンダ軸方向での移動距離が長くなれば
（機関回転速度Ｎｅが低ければ）それだけ前記傾きは大
きくなり、逆に、前記移動距離が短くなれば（機関回転
速度Ｎｅが高ければ）それだけ前記傾きは小さくなる。
従って、ＢとＣとの交点がピストン速度が最大速度とな
る時期に一致するようにするには、噴射開始のクランク
角度ＩＴを、高回転時ほどより早めることが必要になる
ものである。
【００２７】換言すれば、ピストン速度が最大となるク
ランク角度におけるピストン冠面と噴射弁先端とのシリ
ンダ軸方向距離だけ、前記ＶＣの速度で進むのに要する
時間を、機関回転速度Ｎｅに基づきクランク角度に換算
した値だけ、ピストン速度最大のクランク角度位置から
前の時点で噴射を開始させれば、ピストン速度が最大の
時点で燃料噴霧が冠面11に到達することになる。
【００２８】上記のようにして機関回転速度Ｎｅに応じ
て噴射開始時期をクランク角度位置として設定すると、
Ｓ４では、クランク角センサ８の検出信号に基づいて前
記噴射開始時期になったか否かを判別し、前記噴射開始
時期になった時点でＳ２で算出したパルス幅の噴射パル
ス信号をＳ５で出力する。かかる構成によると、ピスト
ン冠面に燃料噴霧が衝突するときに、ピストン冠面が燃
料噴霧先端から離れる方向へ移動する速度を最大速度と
することができるので、ピストン冠面に対する燃料の付
着量を抑制することができ、前記付着燃料の拡散燃焼に
よるスモークの発生を充分に少なくできる。
【００２９】図９は、機関回転速度Ｎｅが1600rpm であ
るときの噴射開始時期とスモーク排出量の相関を示すも
のであり、図６に対応してＡＴＤＣ50°付近の噴射開始
時期としたときにスモーク排出量が最小になることを示
す。ところで、ピストン10の冠面11に対する燃料付着
は、上記のようにピストンと噴霧との相対速度に相関す
ると共に、冠面11に対する衝突時の噴霧状態によっても
変化する。
【００３０】燃料噴射弁２からは液柱又は液膜状で燃料
が噴射された後、ある距離（以下、分裂長さＬという）
だけ離れた位置で液滴に分裂する。ここで、液柱又は液
膜の状態で冠面11に衝突すると、比較的付着量が多くな
るのに対し、液滴に分裂してから冠面11に衝突すれば液
滴の拡散によって付着量は大幅に減少することになる。
従って、燃料噴霧の冠面11に対する衝突時に、噴射弁２
と冠面11との距離が噴霧方向において前記分裂長さＬ以
上になっていれば（図８参照）、燃料噴霧は液滴の状態
で衝突することになり、付着量を抑制する効果を生むこ
とになる。
【００３１】そこで、第２実施例では、図６に示した噴
射開始時期の特性に代えて、図10に示すような噴射開始
時期を、前記図５のフローチャートにおけるＳ３で設定
させる構成とする（分裂長さによる開始時期設定手
段）。図10は、ピストン冠面と燃料噴射弁先端との距離
が、前記分裂長さＬと略一致する吸気行程中の時期を、
燃料の噴射開始時期として設定する特性を示すものであ
り、図７上では、ピストン移動距離が所定値に達するク
ランク角度を噴射開始時期とするものであり、機関回転
速度Ｎｅの変化に対して固定値として与えられる。
【００３２】この場合、噴射を開始させた時点で、既に
ピストン冠面は噴霧方向において前記分裂長さだけ離れ
ているから（図８参照）、実際に燃料噴霧が冠面に衝突
する時点では分裂長さＬ以上になっており、燃料噴霧を
液滴の状態で冠面に衝突させることができ、以て、冠面
に対する燃料付着を抑制できる。ここで、燃料噴射の開
始が必要以上に遅れることを回避し燃料気化の時間を確
保すべく、燃料先端がピストン冠面に到達するときのピ
ストン冠面と燃料噴射弁先端との距離を前記分裂長さＬ
に略一致させるように、燃料噴射開始時期を機関回転速
度に応じて変化させる（高回転時ほど開始を早める）構
成としても良い。
【００３３】但し、ピストン冠面と燃料噴射弁先端との
距離が、前記分裂長さＬと略一致する吸気行程中の時期
は、一般的には、吸気行程の初期（上死点付近）であっ
て、噴霧速度に対してピストン速度が充分に小さいた
め、機関回転速度Ｎｅの変動による燃料噴霧到達時期の
ばらつきが小さい。従って、機関回転速度Ｎｅに応じて
噴射開始時期を変化させることによる効果が少なく、む
しろ、機関回転速度Ｎｅとは無関係に噴射開始時期を一
定に制御する方が、制御を簡便化できて好ましい。
【００３４】一方、前記第１実施例においては、ピスト
ン速度が最大である付近で精度良く燃料噴霧が冠面に到
達する構成としないと充分な効果が得られないため、機
関回転速度Ｎｅに応じて噴射開始時期を変化させる構成
としたが、高回転域で噴射開始時期が吸気行程の極めて
初期になると、噴射がバルブオーバーラップ中と重なっ
て、燃料噴霧の排気バルブからの吹き抜けが発生し、こ
れにより、燃費の悪化やＨＣ排出量の増大を招く可能性
がある。
【００３５】そこで、第３実施例では、前記図６に示し
た噴射開始時期特性と図10に示した噴射開始時期特性と
を合成して、図11の実線に示すような噴射開始時期特性
を設定し、前記図５のフローチャートのＳ５で、前記図
11の実線で示される特性を参照させることとした。図11
に示す特性は、前記図６に示した噴射開始時期（ピスト
ン速度による開始時期設定手段）と図10に示した噴射開
始時期（分裂長さによる開始時期設定手段）とのうち、
より開始時期の遅い方を選択した特性となっており（噴
射開始時期選択手段）、両方の噴射開始時期が同じであ
る所定回転速度を境に、低回転側では、最大ピストン速
度のときに燃料を冠面11に到達させるための噴射開始時
期を採用し、高回転側では、噴射弁先端と冠面11との距
離が噴霧方向で分裂長さＬに略一致する時期を噴射開始
時期として採用する。
【００３６】かかる構成によると、低回転側でピストン
速度が最大となる時期に燃料噴霧が衝突するように噴射
を開始させれば、燃料噴霧は液滴の状態でかつ最大ピス
トン速度のときにピストン冠面に衝突することになり、
ピストン冠面に対する燃料付着量を最大限に少なくでき
る。一方、高回転域でピストン速度に基づく開始時期が
前記分裂長さに基づく一定した噴射開始時期よりも早く
なった場合には、より開始時期の遅い方である前記分裂
長さに基づく一定した噴射開始時期を選択することで、
前記噴霧の吹き抜けの発生を回避でき、以て、吹き抜け
による燃費の悪化やＨＣ排出量の増大を未然に防止でき
る。
【００３７】ところで、図12に示すように、燃料噴射弁
２から噴射される燃料噴霧が、中空噴霧などで噴霧角が
大きい場合には、図12中に示すように、シリンダ軸方向
となす角度が最も狭い噴霧方向のシリンダ軸方向成分Ｖ
１を、噴霧のシリンダ軸方向速度として、最大ピストン
速度のときに噴霧を冠面11に衝突させるための噴射開始
時期を設定させることが好ましく、同様に、前記分裂長
さＬに基づいて噴射開始時期を設定させる際には、図12
中に示すように、ピストン冠面と燃料噴射弁先端との距
離を、シリンダ軸方向となす角度が最も狭い噴霧方向Ｖ
１での距離とすることが好ましい。
【００３８】このように、シリンダ軸方向となす角度が
最も狭い噴霧方向を基準として、噴射開始時期の設定を
行うことで、ピストン冠面に対して液滴状の噴霧のみが
衝突するように制御でき、また、ピストン冠面に対して
最も直角に近い角度で衝突して多くの付着量を発生させ
ることになる部分を、ピストン速度が最大であるときに
ピストン冠面に到達させるようにして付着量の確実に少
なくできる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明にか
かる直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装置によると、
ピストン速度が最大となる吸気行程中の時期に燃料噴霧
の先端をピストン冠面に到達させるように燃料噴射を開
始させることにより、ピストン冠面に対する燃料の付着
を抑制でき、以て、前記付着燃料の拡散燃焼によるスモ
ークの発生を抑制できるという効果がある。
【００４０】請求項２の発明にかかる直噴式火花点火機
関の燃料噴射制御装置によると、燃料噴射弁から噴射さ
れた燃料の先端がピストン冠面に到達するときのピスト
ン冠面と燃料噴射弁先端との距離が、分裂長さ以上とな
るように吸気行程中の噴射開始時期を制御するから、液
滴状になってからピストン冠面に燃料噴霧を衝突させる
ことができ、以て、ピストン冠面に対する燃料の付着を
抑制してスモークの発生を抑制できるという効果があ
る。
【００４１】請求項３の発明にかかる直噴式火花点火機
関の燃料噴射制御装置によると、ピストン冠面と燃料噴
射弁先端との距離が分裂長さと略一致する吸気行程中の
時期を噴射開始時期として設定することで、機関回転速
度とは無関係な一定時期に噴射を開始させて制御を簡便
にしつつ、燃料噴霧が液滴状となってからピストン冠面
に到達するようにして付着量の減少を図ることができる
という効果がある。
【００４２】請求項４の発明にかかる直噴式火花点火機
関の燃料噴射制御装置によると、低回転域では、燃料噴
霧を液滴の状態でかつ最大ピストン速度のときにピスト
ン冠面に到達させることができ、ピストン冠面に対する
燃料付着量を最大限に少なくできる一方、高回転域にお
いては、燃料噴霧を液滴の状態で衝突させて付着量の抑
制を図る一方、噴射がバルブオーバーラップ中と重なる
ことで燃料噴霧の排気バルブからの吹き抜けが発生する
ことを回避でき、以て、前記吹き抜けによる燃費の悪化
やＨＣ排出量の増大等の不具合発生を防止できるという
効果がある。
【００４３】請求項５の発明にかかる直噴式火花点火機
関の燃料噴射制御装置によると、燃料噴射弁から噴射さ
れる燃料噴霧のうちでシリンダ軸方向となす角度が最も
狭い噴霧方向を基準として、ピストン速度が最大となる
時期に噴霧が冠面に到達するように噴射開始時期を設定
するようにしたので、ピストン冠面に対して最も直角に
近い角度で衝突して多くの付着量を発生させることにな
る噴霧部分を、ピストン速度が最大であるときにピスト
ン冠面に到達させて付着量を確実に少なくできるという
効果がある。
【００４４】請求項６の発明にかかる直噴式火花点火機
関の燃料噴射制御装置によると、ピストン冠面と燃料噴
射弁先端との距離を、燃料噴射弁から噴射される燃料噴
霧のうちでシリンダ軸方向となす角度が最も狭い噴霧方
向での距離、即ち、ピストン冠面に対して最も最短であ
る噴霧方向での距離として噴射開始時期を設定するか
ら、ピストン冠面に対して液滴状の噴霧のみが衝突する
ように制御でき、以て、冠面に対する燃料付着量を確実
に抑制できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明にかかる装置の基本構成を示す
ブロック図。
【図２】請求項２の発明にかかる装置の基本構成を示す
ブロック図。
【図３】請求項４の発明にかかる装置の基本構成を示す
ブロック図。
【図４】本発明の一実施例を示すシステム概略図。
【図５】実施例における噴射開始時期制御を示すフロー
チャート。
【図６】第１実施例の噴射開始時期特性を示す線図。
【図７】第１実施例の噴射開始時期の特性を説明するた
めの線図。
【図８】燃料噴霧状態を示す各種パラメータを説明する
ための図。
【図９】第１実施例の効果を示す線図。
【図10】第２実施例の噴射開始時期特性を示す線図。
【図11】第３実施例の噴射開始時期特性を示す線図。
【図12】噴霧角が大きい場合における燃料噴霧状態を示
す各種パラメータを説明するための図。
【符号の説明】
１ 内燃機関 ２ 燃料噴射弁 ３ シリンダ ４ 吸気ポート ５ 点火栓 ６ 排気ポート ７ コントロールユニット ８ クランク角センサ ９ エアフローメータ 10 ピストン 11 冠面

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃料噴射弁によりシリンダ内に燃料を直接
    噴射する直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装置であっ
    て、 吸気行程中のピストン速度が最大となる時期に、前記燃
    料噴射弁から噴射された燃料の先端をピストン冠面に到
    達させるべく、機関回転速度に応じて燃料噴射弁による
    燃料の噴射開始時期を設定するピストン速度による開始
    時期設定手段と、 該ピストン速度による開始時期設定手段で設定された噴
    射開始時期に応じて前記燃料噴射弁による燃料噴射を制
    御する燃料噴射制御手段と、 を含んで構成されることを特徴とする直噴式火花点火機
    関の燃料噴射制御装置。
  2. 【請求項２】燃料噴射弁によりシリンダ内に燃料を直接
    噴射する直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装置であっ
    て、 前記燃料噴射弁から噴射された燃料の先端がピストン冠
    面に到達するときのピストン冠面と前記燃料噴射弁先端
    との距離を、前記燃料噴射弁から液柱状又は液膜状に噴
    射された燃料が液滴に分裂するようになるまでの長さ以
    上にすべく、前記燃料噴射弁による吸気行程中の燃料の
    噴射開始時期を設定する分裂長さによる開始時期設定手
    段と、 該分裂長さによる開始時期設定手段で設定された噴射開
    始時期に応じて前記燃料噴射弁による燃料噴射を制御す
    る燃料噴射制御手段と、 を含んで構成されることを特徴とする直噴式火花点火機
    関の燃料噴射制御装置。
  3. 【請求項３】前記分裂長さによる開始時期設定手段が、
    ピストン冠面と前記燃料噴射弁先端との距離が、前記燃
    料噴射弁から液柱状又は液膜状に噴射された燃料が液滴
    に分裂するようになるまでの長さと略一致する吸気行程
    中の時期を、前記燃料噴射弁による燃料の噴射開始時期
    として設定することを特徴とする請求項２記載の直噴式
    火花点火機関の燃料噴射制御装置。
  4. 【請求項４】燃料噴射弁によりシリンダ内に燃料を直接
    噴射する直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装置であっ
    て、 吸気行程中のピストン速度が最大となる時期に、前記燃
    料噴射弁から噴射された燃料の先端をピストン冠面に到
    達させるべく、機関回転速度に応じて燃料噴射弁による
    燃料の噴射開始時期を設定するピストン速度による開始
    時期設定手段と、 ピストン冠面と前記燃料噴射弁先端との距離が、前記燃
    料噴射弁から液柱状又は液膜状に噴射された燃料が液滴
    に分裂するようになるまでの長さと略一致する吸気行程
    中の時期を、前記燃料噴射弁による燃料の噴射開始時期
    として設定する分裂長さによる開始時期設定手段と、 前記ピストン速度による開始時期設定手段で設定される
    噴射開始時期と、前記分裂長さによる開始時期設定手段
    で設定される噴射開始時期とのうち、より遅い方の時期
    を最終的な噴射開始時期として選択する噴射開始時期選
    択手段と、 該噴射開始時期選択手段で選択された噴射開始時期に応
    じて前記燃料噴射弁による燃料噴射を制御する燃料噴射
    制御手段と、を含んで構成されることを特徴とする直噴式火花点火機
    関の燃料噴射制御装置。
  5. 【請求項５】前記ピストン速度による開始時期設定手段
    が、燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧のうちでシリン
    ダ軸方向となす角度が最も狭い噴霧方向を基準として、
    噴射開始時期を設定することを特徴とする請求項１又は
    ４に記載の直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装置。
  6. 【請求項６】前記分裂長さによる開始時期設定手段が、
    ピストン冠面と前記燃料噴射弁先端との距離を、燃料噴
    射弁から噴射される燃料噴霧のうちでシリンダ軸方向と
    なす角度が最も狭い噴霧方向での距離とすることを特徴
    とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の直噴式火花
    点火機関の燃料噴射制御装置。
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