JP3608486B2 - Multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents

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JP3608486B2 JP2000252880A JP2000252880A JP3608486B2 JP 3608486 B2 JP3608486 B2 JP 3608486B2 JP 2000252880 A JP2000252880 A JP 2000252880A JP 2000252880 A JP2000252880 A JP 2000252880A JP 3608486 B2 JP3608486 B2 JP 3608486B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的な多気筒内燃機関では、気筒毎に燃料噴射弁を有し、各燃料噴射弁によって各気筒の吸気ポートへ燃料を噴射するようになっている。燃料噴射弁は、主に吸気行程以前に燃料噴射を完了する吸気非同期噴射と、主に吸気行程中に燃料を噴射する吸気同期噴射とが可能である。
【0003】
吸気非同期噴射は、吸気ポート壁面等に付着させた燃料を吸気流によって気化させて気筒内へ導入することができるために、気筒内において着火性の良好な混合気を形成し易い。この一方で、機関始動時のように、吸気管負圧が低く、吸気ポートへの付着燃料が少なく、機関温度が低い時には、吸気ポートへ比較的多量の燃料が付着残留することを見越して必要量を大幅に上回る燃料を噴射しなければならない。吸気同期噴射は、噴射燃料の大部分を吸気ポート壁面等へ付着する以前に吸気流と共に気筒内へ導入することが可能であり、機関始動時においても、必要量を大幅に上回る燃料は必要ない。しかしながら、主に、液状燃料が気筒内へ導入されるために、機関温度が低いと、燃料の気化が不十分となって着火性の良好な混合気を形成し難い。
【0004】
特開平9−32605号公報には、機関始動開始時において、全気筒を吸気非同期噴射として良好な混合気を形成することにより確実な着火燃焼を保証し、始動開始後に、全気筒を吸気同期噴射として運転する多気筒内燃機関が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
機関始動時における吸気非同期噴射においては、前述したように、吸気ポート壁面等には比較的多量の燃料が付着残留している。それにより、前述の従来技術によって確実な始動性は確保されるが、始動(完爆)完了後に機関回転数が急上昇して吸気ポート内の負圧が急激に高まると、付着燃料の多くが一度に蒸発して気筒内へ導入され、混合気空燃比が過剰リッチとなるために、多量の未燃燃料が排出される。機関始動時には、排気系に設けられている触媒装置が十分に機能しないために、この多量の未燃燃料が十分に浄化されずに大気中へ放出されることとなる。
【0006】
従って、本発明の目的は、良好な機関始動性を確保すると共に機関始動時の未燃燃料の排出量を低減することを可能とする多気筒内燃機関を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項1に記載の多気筒内燃機関は、吸気非同期噴射により一部気筒だけに燃料を供給して一部気筒運転を実施することによって機関始動を開始し、前記一部気筒の初爆完了後における所定機関運転状態となった時には、前記一部気筒を除く気筒へ吸気同期噴射によって燃料を供給して全気筒運転を実施することを特徴とする。
【0008】
また、本発明による請求項2に記載の多気筒内燃機関は、請求項1に記載の多気筒内燃機関において、前記一部気筒を除く気筒への燃料供給は、吸気同期噴射から吸気非同期噴射へ移行することを特徴とする。
【0009】
また、本発明による請求項3に記載の多気筒内燃機関は、請求項2に記載の多気筒内燃機関において、前記一部気筒を除く気筒への燃料供給は、吸気同期噴射から燃料噴射時期が徐々に早められて吸気非同期噴射へ移行することを特徴とする。
【0010】
また、本発明による請求項4に記載の多気筒内燃機関は、請求項2又は3に記載の多気筒内燃機関において、前記一部気筒を除く気筒への燃料供給は、機関回転数がアイドル回転に安定するまでに吸気同期噴射から吸気非同期噴射へ移行することを特徴とする。
【0011】
また、本発明による請求項5に記載の多気筒内燃機関は、請求項1から4のいずれかに記載の多気筒内燃機関において、前記所定機関運転状態は、機関始動完了に対応する運転状態であることを特徴とする。
【0012】
また、本発明による請求項6に記載の多気筒内燃機関は、請求項1から5のいずれかに記載の多気筒内燃機関において、機関始動開始から設定期間内に前記所定機関運転状態とならない時には前記全気筒運転が実施されることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は本発明による多気筒内燃機関の気筒内概略縦断面図である。同図において、1は気筒上部略中心に配置された点火プラグであり、2はピストンである。3は吸気弁4を介して気筒内へ通じる吸気ポートであり、5は排気弁6を介して気筒内へ通じる排気ポートである。各気筒の吸気ポート3には燃料噴射弁7が配置されている。
【0014】
燃料噴射弁7は、通常の機関運転状態において、主に吸気行程以前に燃料噴射を終了する吸気非同期噴射を実施する。吸気非同期噴射は、燃料を吸気ポート3の壁面及び吸気弁4の傘裏等に付着させ、この付着燃料を機関温度を利用してある程度を気化させると共に、吸気行程となって気筒内への吸気流が発生すると、この吸気流によっても気化させ、また、吸気行程後半に吸気ポート1内が負圧となると、この負圧によっても気化が促進される。こうして、気化燃料が気筒内へ導入されるために、気筒内には十分に均質化された混合気を形成することができ、良好な燃焼を実現することができる。
【0015】
このような吸気非同期噴射を機関始動時に実施する場合において、特に、初回の噴射燃料は、吸気ポート壁面等への付着燃料が少なく、機関温度も低く、また、クランキングの低回転では吸気行程後半に吸気ポート内に発生する負圧も低いために、大部分が吸気ポート壁面等へ付着残留することとなる。それにより、これを見越して多量の燃料を噴射しなければならない。しかしながら、気筒内には主に気化燃料が導入されるために、着火性の良好な混合気が形成され、確実な始動性が確保される。
【0016】
この一方で、吸気ポート壁面等には比較的多量の燃料が付着残留しているために、始動(完爆)完了後に機関回転数が急上昇して吸気ポート内の負圧が急激に高まると、付着燃料の多くが一度に蒸発して気筒内へ導入され、混合気空燃比が過剰リッチとなるために、多量の未燃燃料が排出されることとなる。機関始動時には、排気系に設けられている触媒装置が十分に機能しないために、この多量の未燃燃料が十分に浄化されずに大気中へ放出されてしまう。
【0017】
本実施形態では、この問題を解決するために、吸気非同期噴射により一部気筒だけに燃料を供給して一部気筒運転を実施することによって機関始動を開始し、機関始動完了時には、一部気筒を除く気筒へ吸気同期噴射によって燃料を供給して全気筒運転を実施するようになっている。
【0018】
一部気筒運転において比較的滑らかな運転を実現するために、運転する一部気筒は、互いに点火順序が連続しない半数の気筒とすることが好ましい。例えば、#1−#3−#4−#2の点火順序を有する四気筒内燃機関では、#1気筒及び#4気筒又は#2気筒及び#3気筒である。
【0019】
図2は、#1気筒及#4気筒だけによって機関始動を開始して、所定機関運転状態となった時に#2気筒及び#3気筒の運転を開始した場合の機関回転数の変化を示すタイムチャートであり、図3は、#1気筒と#3気筒との燃料噴射時期の関係を示すタイムチャートである。図3において、”排”は排気行程を、”吸”は吸気行程を、それぞれ示している。また、#4気筒及び#2気筒の燃料噴射時期は省略したが、#4気筒の燃料噴射時期は#1気筒と同様であり、#2気筒の燃料噴射時期は#3気筒と同様である。図2及び図3を以下に説明する。
【0020】
時刻T0においてクランキングが開始され、その後に#1気筒及び#4気筒には、吸気非同期噴射、例えば、排気行程での燃料噴射を実施する。初回の燃料噴射量Aは、大部分が吸気ポート等への付着燃料となるために、必要量を大幅に上回る量である。その後の燃料噴射量Bは、一部の燃料が吸気ポート等へ付着残留するが、前回の付着燃料の一部が気化して気筒内へ導入されるために、ほぼ必要量とすることができる。
【0021】
#1気筒への初回の燃料供給によって、#1気筒では燃焼が開始され、#1気筒の膨張行程となる時刻T1において、機関回転数は上昇し始める。その後、#4気筒、#1気筒、#4気筒と燃焼を繰り返し、機関回転数は、上昇を続けて時刻T2においてN1に達する。この機関回転数N1は、二気筒での始動中における所定の燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期によってもたらし得る最大回転数であり、二気筒運転では、それ以上に回転上昇させることはできない。こうして、始動が完了する。
【0022】
この始動完了までにおいて、#1気筒及び#4気筒では、吸気非同期噴射によって気筒内には良好な混合気が形成され、確実な始動性を確保することができる。機関回転数がN1に達すると、#2気筒及び#3気筒へ吸気同期噴射によって燃料が供給される。主に吸気行程中に燃料を噴射する吸気同期噴射は、噴射燃料の大部分を気筒内へ導入することが可能であるために、この初回の燃料噴射量A’は、吸気非同期噴射における初回の燃料噴射量Aに比較して少なくすることができる。しかしながら、その後の燃料噴射量Bに比較して、確実な着火燃焼をもたらすために、多少の増量がされている。燃料噴射量Bは、吸気非同期噴射の初回を除く燃料噴射量と同じである。
【0023】
こうして、#3気筒での燃焼が開始され、#3気筒の膨張行程となる時刻T3において、機関回転数はN1から上昇し始める。その後、吸気非同期噴射の#4気筒、吸気同期噴射の#2気筒、吸気非同期噴射の#1気筒と燃焼を繰り返し、機関回転数は、時刻T4において、二気筒運転での始動時の最大回転数N1と同様に全気筒運転における最大回転数N2に達する。
【0024】
最大回転数N2に達する直前において、吸気行程後半における吸気ポート内の負圧が非常に高くなり、これまで、吸気非同期噴射を実施していた#1気筒及び#4気筒では、比較的多量の壁面付着燃料が一度に蒸発して気筒内へ導入されるために、燃焼空燃比が過剰リッチとなって、比較的多量の未燃燃料を排出することとなるが、吸気非同期噴射の実行が二気筒のみであることと、時刻T2に至る間にも壁面付着燃料が吸気負圧の上昇によって気化していることにより、この未燃燃料の排出は従来に比較して低減される。また、#2気筒及び#3気筒では、吸気同期噴射によって、吸気ポート壁面等へ付着している燃料量は僅かであり、このように燃料空燃比が過剰リッチとなることはなく、未燃燃料の排出量は僅かである。
【0025】
吸気同期噴射は、機関始動時のように、機関温度が低くて吸気ポート内の負圧も低い時には、主に液状燃料が気筒内へ導入されるために、気筒内に形成される混合気は燃料気化が不十分で確実に着火燃焼させることが難しい。それにより失火が発生すれば、多量の未燃燃料を排出することとなる。本実施形態では、#2気筒及び#3気筒において、吸気同期噴射によって燃焼を開始するが、この時には、#1気筒及び#4気筒によって始動が完了していて機関回転数の上昇に伴って吸気ポート内の負圧がある程度高められているために、燃料気化状態を比較的良好にすることができ、混合気の確実な着火燃焼を実現可能である。
【0026】
こうして、本実施形態によれば、吸気非同期噴射によって燃焼を開始する#1気筒及び#3気筒だけからは、時刻T4において比較的多量の未燃燃料が排出されることとなるが、全気筒から比較的多量の未燃燃料が排出される場合に比較して、十分に未燃燃料の排出量を低減することができる。また、前述したように、良好な機関始動性も確保することができる。
【0027】
時刻T4において、最大回転数N2に達した後は、これまで吸気同期噴射を実施していた#2気筒及び#3気筒では、燃料噴射時期が徐々に早められ、排気行程中に燃料噴射を開始して吸気行程中に燃料噴射を終了するようにされる。排気行程中に噴射された燃料は、吸気ポート壁面等に付着するが、この時には、機関温度も上昇しており、また、吸気行程後半における吸気ポート内の負圧も高いために、付着燃料は良好に気化して気筒内へ導入されると共に、吸気行程中に噴射された燃料も、この負圧によって気化し易く、このような燃料噴射によって気筒内には比較的良好な混合気を形成することができる。
【0028】
各気筒の初回の増量燃料によって、機関回転数は、最大回転数N2に達するが、その後は、徐々に低下し、時刻T5においてアイドル回転数N3に安定する。#2気筒及び#3気筒の燃料噴射は、時刻T5以降においては、#1気筒及び#4気筒と同様な完全な吸気非同期噴射とされる。前述したように、吸気非同期噴射は、吸気同期噴射に比較して、混合気の燃料気化状態が良好となるために、良好な燃焼を実現可能である。#2気筒及び#3気筒では、燃料噴射時期を徐々に早めて吸気同期噴射から吸気非同期噴射へ移行することによって、燃焼を徐々に良好にし、違和感のない運転を実現することができる。機関回転数がアイドル回転に安定する時には、吸気非同期噴射による全気筒運転が実施され、各気筒の燃焼が一様となって安定したアイドル回転及びその後の良好な機関加速等を実現可能となる。
【0029】
もちろん、機関回転数がアイドル回転に安定するまでに、#2気筒及び#3気筒への燃料供給を、吸気同期噴射から吸気非同期噴射へ急に移行させるようにして良く、この場合には、吸気非同期噴射への移行に際して、一部の燃料が吸気ポート壁面等に付着残留することを考慮して噴射燃料を増量することが好ましい。
【0030】
本実施形態において、#2気筒及び#3気筒へ吸気同期噴射によって燃料供給を開始する時期、すなわち、全気筒運転を開始する所定機関運転状態となった時には、機関回転数が、#1気筒及び#4気筒だけの燃焼による最大回転数N1に達した直後とした。この時期は、機関始動完了時期であり、この時期の判断には、機関回転数を監視して予め設定したN1に達したことを使用することができる。また、機関回転数に対応して変化する吸気ポート内の負圧を監視することによっても判断可能である。また、単位時間当たりの機関回転数変化量又は負圧変化量を検出して、この変化量が設定値より小さくなったことを、この時期判断に使用することもできる。
【0031】
#1気筒及び#4気筒による一部気筒運転での始動完了時は、吸気ポート内の負圧が比較的高くなり、吸気同期噴射による#2気筒及び#3気筒の運転開始時期としては最適である。しかしながら、これは、本発明を限定するものではなく、少なくとも#1気筒及び#4気筒の初爆終了後であれば、クランキング時に比較して吸気ポート内の負圧は高められ、吸気同期噴射によっても比較的良好な燃焼が可能となり、気筒全体からの未燃燃料の排出量を低減すると共に良好な始動性を確保することができる。また、#1気筒及び#4気筒による一部気筒運転での始動完了から暫く時間経過すると、機関回転数は多少低下して吸気ポート内の負圧も多少低くなるが、それでも、吸気同期噴射によって比較的良好な燃焼が実現され、吸気同期噴射による#2気筒及び#3気筒の運転を開始可能である。
【0032】
こうして、吸気非同期噴射による一部気筒の初爆終了後の予め定められた所定機関運転状態となったことを、機関回転数又は吸気ポート内の負圧を監視することによって判断した際に、一部気筒を除く気筒へ吸気同期噴射によって燃料を供給して全気筒運転を開始するようにすれば良いが、粗悪燃料やその他の要因によって、一部気筒運転では、所定機関運転状態に達せずに、全気筒運転を開始することができないことも考えられる。従って、一部気筒の始動開始から所定期間経過した時には、所定機関運転状態に達しなくても全気筒運転を強制的に開始するようにすることが好ましい。
【0033】
また、本実施形態では、#2気筒及び#3気筒への吸気同期噴射を、全気筒運転における最大回転数N2まで実施するようにした。もし、それ以前に吸気非同期噴射へ移行すると、最大回転数N2となる以前に#2気筒及び#3気筒においても吸気ポート壁面等への燃料付着がもたらされ、最大回転数N2となった時に、この付着燃料が一度に蒸発して、これら気筒の未燃燃料の排出量を増加させることとなる。
【0034】
しかしながら、全気筒運転開始に際して#2気筒及び#3気筒へ一度でも吸気同期噴射を実施すれば、始めから吸気非同期噴射を実施する場合に比較して、最大回転数N3となるまでのこれら気筒の吸気ポート壁面等への付着燃料量を少なくすることができ、これは、機関始動時における全気筒からの未燃燃料の排出量を低減することを可能とする。
【0035】
また、本実施形態において、#2気筒及び#3気筒への燃料供給は、吸気同期噴射から吸気非同期噴射へ移行するようにしたが、もちろん、アイドル回転で安定した時にも吸気同期噴射を継続するようにしても良い。さらに、#1気筒及び#4気筒への燃料供給は、始動性を確保するために、少なくとも初爆完了までは、吸気非同期噴射とする必要があるが、その後は、機関回転数の上昇に伴って吸気ポート内の負圧が上昇するために、吸気同期噴射としても比較的良好な燃料が可能である。
【0036】
また、所定機関運転状態となって全気筒運転を開始する時に、#1気筒及び#4気筒への燃料供給を吸気非同期噴射から吸気同期噴射へ切り換え、全気筒を吸気同期噴射で運転するようにしても良い。その後、好ましくは全気筒運転での最大回転数N2となった後に、全気筒を吸気同期噴射から吸気非同期噴射へ徐々に又は急に移行させるようにしても良い。
【0037】
このように、機関始動性を確保した上で、吸気非同期噴射の気筒数及び運転機会(噴射回数)を減少させることは、機関始動時における未燃燃料の排出量を低減するのに有利である。
【0038】
図3において、説明を簡単にするために、#1気筒の吸気非同期噴射及び#3気筒の吸気同期噴射は、初回に限り、それぞれ燃料噴射量を増量(A及びA’)するようにし、その後は、吸気非同期噴射及び吸気同期噴射でも同じ燃料噴射量(B)としたが、もちろん、吸気非同期噴射及び吸気同期噴射において、初回の燃料増量後に、徐々に燃料噴射量を減少させるようにしても良い。また、初回後の燃料噴射量を、吸気非同期噴射及び吸気同期噴射で異ならせるようにしても良い。
【0039】
【発明の効果】
このように、本発明による多気筒内燃機関によれば、吸気非同期噴射により一部気筒だけに燃料を供給して一部気筒運転を実施することによって機関始動を開始し、一部気筒の初爆完了後における所定機関運転状態となった時には、一部気筒を除く気筒には、吸気同期噴射によって燃料を供給して全気筒運転を実施するようになっている。それにより、一部気筒では、吸気非同期噴射による良好な燃焼によって機関始動性を確保し、一部気筒を除く気筒では、一部気筒の初爆完了によって吸気ポート内の発生する負圧により吸気同期噴射でも比較的良好な燃焼が実現されると共に、吸気非同期噴射に比較して吸気ポート壁面等への付着燃料を低減することができ、全気筒運転によって機関回転数が上昇して吸気ポート内の負圧が高まっても、一部気筒では吸気ポート壁面等への付着燃料が一度に蒸発して燃焼空燃比が過剰リッチとなるが、これは全気筒のうちの一部気筒だけであり、一部気筒を除く気筒では、燃料空燃比がそれほどリッチとなることはなく、機関始動時の全気筒からの未燃燃料の排出量を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による多気筒内燃機関の気筒内概略縦断面図である。
【図2】図1の多気筒内燃機関の機関始動時における機関回転数変化を示すタイムチャートである。
【図3】図1に多気筒内燃機関の機関始動時における燃料噴射を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
1…点火プラグ
3…吸気ポート
5…排気ポート
7…燃料噴射弁
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-cylinder internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
A general multi-cylinder internal combustion engine has a fuel injection valve for each cylinder, and the fuel is injected into the intake port of each cylinder by each fuel injection valve. The fuel injection valve can perform intake asynchronous injection that completes fuel injection mainly before the intake stroke and intake synchronous injection that mainly injects fuel during the intake stroke.
[0003]
In the intake asynchronous injection, the fuel adhering to the wall surface of the intake port or the like can be vaporized by the intake air flow and introduced into the cylinder, so that it is easy to form an air-fuel mixture with good ignitability in the cylinder. On the other hand, it is necessary in anticipation that a relatively large amount of fuel adheres to the intake port when the intake pipe negative pressure is low, the amount of fuel adhering to the intake port is low, and the engine temperature is low, such as when starting the engine. You have to inject fuel that is significantly larger than the volume. Intake-synchronized injection allows most of the injected fuel to be introduced into the cylinder along with the intake air flow before adhering to the intake port wall surface, etc. Even when the engine is started, fuel that greatly exceeds the required amount is not required . However, since liquid fuel is mainly introduced into the cylinder, if the engine temperature is low, fuel vaporization is insufficient and it is difficult to form an air-fuel mixture with good ignitability.
[0004]
In Japanese Patent Laid-Open No. 9-32605, at the start of engine start, all the cylinders are set as intake asynchronous injection to form a good air-fuel mixture, thereby ensuring reliable ignition combustion. Is disclosed as a multi-cylinder internal combustion engine.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In intake asynchronous injection at the time of engine startup, as described above, a relatively large amount of fuel remains on the intake port wall surface and the like. As a result, reliable startability is ensured by the above-described conventional technology. However, if the engine speed rapidly increases after the start (complete explosion) is completed and the negative pressure in the intake port rapidly increases, much of the attached fuel once The fuel is evaporated and introduced into the cylinder, and the air-fuel ratio becomes excessively rich, so that a large amount of unburned fuel is discharged. When the engine is started, the catalyst device provided in the exhaust system does not function sufficiently, so that this large amount of unburned fuel is released into the atmosphere without being sufficiently purified.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a multi-cylinder internal combustion engine that can ensure good engine startability and reduce the amount of unburned fuel discharged when the engine is started.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The multi-cylinder internal combustion engine according to claim 1 of the present invention starts engine starting by supplying fuel to only some cylinders by intake asynchronous injection and performing partial cylinder operation. When a predetermined engine operation state is obtained after the explosion is completed, fuel is supplied to the cylinders excluding the some cylinders by intake synchronous injection to perform all cylinder operation.
[0008]
The multi-cylinder internal combustion engine according to claim 2 according to the present invention is the multi-cylinder internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel supply to the cylinders excluding the some cylinders is from intake synchronous injection to intake asynchronous injection. It is characterized by migrating.
[0009]
The multi-cylinder internal combustion engine according to claim 3 according to the present invention is the multi-cylinder internal combustion engine according to claim 2, wherein the fuel supply to the cylinders excluding the some cylinders is performed from intake synchronous injection to fuel injection timing. It is characterized by being gradually advanced and shifted to intake asynchronous injection.
[0010]
The multi-cylinder internal combustion engine according to claim 4 according to the present invention is the multi-cylinder internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein fuel is supplied to the cylinders excluding the partial cylinders at an engine speed of idle rotation. It is characterized by shifting from the intake synchronous injection to the intake asynchronous injection until it becomes stable.
[0011]
A multi-cylinder internal combustion engine according to claim 5 according to the present invention is the multi-cylinder internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the predetermined engine operation state is an operation state corresponding to completion of engine start. It is characterized by being.
[0012]
A multi-cylinder internal combustion engine according to a sixth aspect of the present invention is the multi-cylinder internal combustion engine according to any one of the first to fifth aspects, wherein the predetermined engine operation state is not achieved within a set period from the start of engine start. The all-cylinder operation is performed.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view in a cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an ignition plug disposed substantially at the center of the cylinder upper portion, and 2 denotes a piston. Reference numeral 3 denotes an intake port that communicates with the cylinder via the intake valve 4, and reference numeral 5 denotes an exhaust port that communicates with the cylinder via the exhaust valve 6. A fuel injection valve 7 is disposed in the intake port 3 of each cylinder.
[0014]
The fuel injection valve 7 performs the intake asynchronous injection that ends the fuel injection mainly before the intake stroke in a normal engine operation state. In the intake asynchronous injection, fuel is attached to the wall surface of the intake port 3 and the umbrella back of the intake valve 4 and the attached fuel is vaporized to some extent using the engine temperature, and the intake stroke is taken into the cylinder. When a flow occurs, it is also vaporized by this intake flow, and if the pressure in the intake port 1 becomes negative in the latter half of the intake stroke, vaporization is also promoted by this negative pressure. Thus, since the vaporized fuel is introduced into the cylinder, a sufficiently homogenous mixture can be formed in the cylinder, and good combustion can be realized.
[0015]
When such an intake asynchronous injection is carried out at the time of engine start, the first injected fuel is less fuel adhering to the intake port wall surface, the engine temperature is low, and the lower half of the intake stroke when cranking is low. In addition, since the negative pressure generated in the intake port is low, most of it remains attached to the wall surface of the intake port. Therefore, a large amount of fuel must be injected in anticipation of this. However, since vaporized fuel is mainly introduced into the cylinder, an air-fuel mixture with good ignitability is formed, and reliable startability is ensured.
[0016]
On the other hand, since a relatively large amount of fuel remains on the intake port wall surface or the like, when the engine speed increases rapidly after the start (complete explosion) is completed, the negative pressure in the intake port rapidly increases. Most of the adhered fuel is evaporated at a time and introduced into the cylinder, and the air-fuel ratio of the mixture becomes excessively rich, so that a large amount of unburned fuel is discharged. When the engine is started, the catalyst device provided in the exhaust system does not function sufficiently, so that a large amount of unburned fuel is discharged to the atmosphere without being sufficiently purified.
[0017]
In this embodiment, in order to solve this problem, the engine start is started by supplying fuel to only some cylinders by intake asynchronous injection and performing the partial cylinder operation. All cylinder operation is performed by supplying fuel to the cylinders except for by intake synchronous injection.
[0018]
In order to realize a relatively smooth operation in the partial cylinder operation, it is preferable that the operated partial cylinders are half of the cylinders whose ignition order is not continuous with each other. For example, in a four-cylinder internal combustion engine having an ignition order of # 1- # 3- # 4- # 2, there are # 1 cylinder and # 4 cylinder or # 2 cylinder and # 3 cylinder.
[0019]
FIG. 2 is a time chart showing the change in engine speed when the engine start is started only by the # 1 cylinder and the # 4 cylinder and the operation of the # 2 cylinder and the # 3 cylinder is started when the engine is in a predetermined engine operation state. FIG. 3 is a time chart showing the relationship of fuel injection timings between the # 1 cylinder and the # 3 cylinder. In FIG. 3, “exhaust” indicates an exhaust stroke, and “suction” indicates an intake stroke. Although the fuel injection timings of the # 4 cylinder and # 2 cylinder are omitted, the fuel injection timing of the # 4 cylinder is the same as that of the # 1 cylinder, and the fuel injection timing of the # 2 cylinder is the same as that of the # 3 cylinder. 2 and 3 will be described below.
[0020]
Cranking is started at time T0, and then intake asynchronous injection, for example, fuel injection in the exhaust stroke, is performed on the # 1 and # 4 cylinders. The first fuel injection amount A is an amount that greatly exceeds the required amount because most of the fuel injection amount A becomes fuel adhering to the intake port or the like. The fuel injection amount B after that remains part of the fuel adhering to the intake port or the like, but can be made almost necessary since a part of the previous adhering fuel is vaporized and introduced into the cylinder. .
[0021]
By the first fuel supply to the # 1 cylinder, combustion is started in the # 1 cylinder, and the engine speed starts to increase at time T1, which is the expansion stroke of the # 1 cylinder. Thereafter, combustion is repeated with # 4 cylinder, # 1 cylinder, and # 4 cylinder, and the engine speed continues to increase and reaches N1 at time T2. This engine speed N1 is a maximum speed that can be brought about by a predetermined fuel injection amount, fuel injection timing, and ignition timing during start-up in two cylinders, and cannot be further increased in two-cylinder operation. . Thus, the start is completed.
[0022]
Until the start is completed, in the # 1 cylinder and the # 4 cylinder, a good air-fuel mixture is formed in the cylinder by the intake asynchronous injection, and a reliable startability can be ensured. When the engine speed reaches N1, fuel is supplied to the # 2 and # 3 cylinders by intake synchronous injection. In the intake synchronous injection that mainly injects fuel during the intake stroke, most of the injected fuel can be introduced into the cylinder. Therefore, the initial fuel injection amount A ′ Compared to the fuel injection amount A, it can be reduced. However, in order to bring about reliable ignition combustion compared with the subsequent fuel injection amount B, the amount is slightly increased. The fuel injection amount B is the same as the fuel injection amount excluding the first intake asynchronous injection.
[0023]
Thus, the combustion in the # 3 cylinder is started, and the engine speed starts to increase from N1 at time T3 when the expansion stroke of the # 3 cylinder is reached. Thereafter, combustion is repeated with # 4 cylinder of intake asynchronous injection, # 2 cylinder of intake synchronous injection, and # 1 cylinder of intake asynchronous injection, and the engine speed is the maximum speed at the time of start in the two-cylinder operation at time T4. Similar to N1, the maximum rotational speed N2 in all-cylinder operation is reached.
[0024]
Immediately before reaching the maximum engine speed N2, the negative pressure in the intake port in the latter half of the intake stroke becomes very high. Since the adhering fuel is evaporated and introduced into the cylinder at one time, the combustion air-fuel ratio becomes excessively rich and a relatively large amount of unburned fuel is discharged. Since the fuel adhering to the wall surface is vaporized by the rise of the intake negative pressure even during time T2, the discharge of the unburned fuel is reduced as compared with the conventional case. Further, in the # 2 cylinder and the # 3 cylinder, the amount of fuel adhering to the intake port wall surface and the like by the intake synchronous injection is small, and thus the fuel air-fuel ratio does not become excessively rich, and unburned fuel The amount of discharge is small.
[0025]
In intake synchronous injection, when the engine temperature is low and the negative pressure in the intake port is low, such as when the engine is started, liquid fuel is mainly introduced into the cylinder. Fuel vaporization is insufficient and it is difficult to reliably ignite and burn. If misfire occurs, a large amount of unburned fuel is discharged. In this embodiment, in the # 2 cylinder and the # 3 cylinder, combustion is started by intake synchronous injection. At this time, the start is completed by the # 1 cylinder and the # 4 cylinder, and the intake air is increased as the engine speed increases. Since the negative pressure in the port is increased to some extent, the fuel vaporization state can be made relatively good, and reliable ignition combustion of the air-fuel mixture can be realized.
[0026]
Thus, according to the present embodiment, a relatively large amount of unburned fuel is discharged at time T4 from only the # 1 and # 3 cylinders that start combustion by intake air asynchronous injection. Compared to the case where a relatively large amount of unburned fuel is discharged, the amount of unburned fuel discharged can be sufficiently reduced. Further, as described above, good engine startability can be ensured.
[0027]
After reaching the maximum speed N2 at time T4, the fuel injection timing is gradually advanced in the # 2 and # 3 cylinders that have been performing the intake synchronous injection so far, and the fuel injection is started during the exhaust stroke. Thus, the fuel injection is terminated during the intake stroke. The fuel injected during the exhaust stroke adheres to the intake port wall surface, etc., but at this time, the engine temperature also rises, and the negative pressure in the intake port in the latter half of the intake stroke is high, so the adhering fuel is The fuel is vaporized well and introduced into the cylinder, and the fuel injected during the intake stroke is also easily vaporized by this negative pressure, and such fuel injection forms a relatively good mixture in the cylinder. be able to.
[0028]
The engine speed reaches the maximum engine speed N2 by the first amount of fuel increased in each cylinder, but thereafter gradually decreases and stabilizes at the idle engine speed N3 at time T5. The fuel injection of the # 2 cylinder and the # 3 cylinder is a complete intake asynchronous injection similar to the # 1 cylinder and the # 4 cylinder after the time T5. As described above, the intake asynchronous injection can achieve a good combustion because the fuel vaporization state of the air-fuel mixture becomes better than that of the intake synchronous injection. In the # 2 cylinder and the # 3 cylinder, by gradually advancing the fuel injection timing and shifting from intake synchronous injection to intake asynchronous injection, it is possible to gradually improve the combustion and realize an operation without a sense of incongruity. When the engine speed is stabilized at idle rotation, all cylinder operation is performed by intake asynchronous injection, and combustion in each cylinder becomes uniform, enabling stable idle rotation and subsequent good engine acceleration.
[0029]
Of course, the fuel supply to the # 2 and # 3 cylinders may be abruptly shifted from intake synchronous injection to intake asynchronous injection until the engine speed is stabilized at idle rotation. When shifting to the asynchronous injection, it is preferable to increase the amount of injected fuel in consideration of a part of the fuel adhering and remaining on the wall surface of the intake port.
[0030]
In this embodiment, when the fuel supply is started to the # 2 cylinder and the # 3 cylinder by the intake synchronous injection, that is, when the predetermined engine operation state in which the all cylinder operation is started, the engine speed is set to the # 1 cylinder and the # 1 cylinder. Immediately after reaching the maximum rotational speed N1 due to combustion of only # 4 cylinder. This time is the engine start completion time, and this time can be determined by monitoring the engine speed and reaching the preset N1. It can also be determined by monitoring the negative pressure in the intake port that changes in accordance with the engine speed. Further, it is also possible to use the fact that the change amount of the engine speed or the negative pressure change amount per unit time is detected and the change amount becomes smaller than the set value for this time determination.
[0031]
When starting with partial cylinder operation using # 1 and # 4 cylinders, the negative pressure in the intake port is relatively high, and the optimal operation start timing for cylinders # 2 and # 3 by intake synchronous injection is optimal. is there. However, this does not limit the present invention, and at least after the first explosion of the # 1 and # 4 cylinders, the negative pressure in the intake port is increased compared to the time of cranking, and the intake synchronous injection As a result, relatively good combustion can be achieved, and the amount of unburned fuel discharged from the entire cylinder can be reduced and good startability can be ensured. In addition, when a certain amount of time has elapsed since the start of the partial cylinder operation by the # 1 cylinder and the # 4 cylinder, the engine speed slightly decreases and the negative pressure in the intake port also decreases somewhat. Relatively good combustion is realized, and operation of the # 2 cylinder and # 3 cylinder by intake synchronous injection can be started.
[0032]
Thus, when it is determined by monitoring the engine speed or the negative pressure in the intake port that a predetermined predetermined engine operation state has been reached after the end of the initial explosion of some cylinders by intake asynchronous injection, It is sufficient to supply fuel to the cylinders other than the partial cylinders by intake synchronous injection to start all cylinder operation. However, due to poor fuel and other factors, some cylinder operation does not reach the predetermined engine operation state. It is also conceivable that all cylinder operation cannot be started. Therefore, it is preferable to forcibly start all-cylinder operation when a predetermined period has elapsed from the start of starting of some cylinders, even if the predetermined engine operation state is not reached.
[0033]
In the present embodiment, the intake synchronous injection to the # 2 cylinder and the # 3 cylinder is performed up to the maximum rotational speed N2 in the all cylinder operation. If the engine shifts to intake asynchronous injection before that time, fuel adheres to the wall surface of the intake port in the # 2 and # 3 cylinders before reaching the maximum engine speed N2, and when the engine reaches the maximum engine speed N2. This adhering fuel evaporates at a time, and the amount of unburned fuel discharged from these cylinders increases.
[0034]
However, if the intake synchronous injection is performed even once into the # 2 cylinder and the # 3 cylinder at the start of all cylinder operation, these cylinders until the maximum rotation speed N3 is achieved as compared with the case where the intake asynchronous injection is performed from the beginning. The amount of fuel adhering to the intake port wall surface and the like can be reduced, which makes it possible to reduce the amount of unburned fuel discharged from all cylinders when the engine is started.
[0035]
In the present embodiment, the fuel supply to the # 2 cylinder and the # 3 cylinder is shifted from the intake synchronous injection to the intake asynchronous injection. Of course, the intake synchronous injection is continued even when stabilized by idle rotation. You may do it. Further, the fuel supply to the # 1 cylinder and the # 4 cylinder needs to be the intake asynchronous injection at least until the completion of the first explosion in order to ensure startability, but thereafter, as the engine speed increases. Since the negative pressure in the intake port rises, relatively good fuel is possible as intake synchronous injection.
[0036]
Also, when starting all cylinder operation in a predetermined engine operation state, the fuel supply to the # 1 cylinder and # 4 cylinder is switched from intake asynchronous injection to intake synchronous injection, and all cylinders are operated by intake synchronous injection. May be. Thereafter, preferably, after reaching the maximum rotational speed N2 in the all-cylinder operation, all the cylinders may be gradually or suddenly changed from intake synchronous injection to intake asynchronous injection.
[0037]
In this way, reducing the number of cylinders and operation opportunities (number of injections) of intake asynchronous injection while ensuring engine startability is advantageous in reducing the amount of unburned fuel discharged at engine start. .
[0038]
In FIG. 3, in order to simplify the description, in the intake asynchronous injection of # 1 cylinder and the intake synchronous injection of # 3 cylinder, the fuel injection amount is increased (A and A ′) only for the first time, and thereafter Is the same fuel injection amount (B) in the intake asynchronous injection and the intake synchronous injection. Of course, in the intake asynchronous injection and the intake synchronous injection, the fuel injection amount may be gradually decreased after the first fuel increase. good. Further, the fuel injection amount after the first time may be made different between intake asynchronous injection and intake synchronous injection.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the multi-cylinder internal combustion engine of the present invention, the engine start is started by supplying the fuel to only some cylinders by the intake asynchronous injection and performing the partial cylinder operation. When a predetermined engine operation state is reached after completion, all cylinders are operated by supplying fuel to the cylinders excluding some cylinders by intake synchronous injection. As a result, in some cylinders, engine startability is ensured by good combustion by intake asynchronous injection, and in cylinders other than some cylinders, intake synchronization is achieved by the negative pressure generated in the intake port when the initial explosion of some cylinders is completed. Compared to intake asynchronous injection, it is possible to reduce the amount of fuel adhering to the intake port wall surface, etc., and increase the engine speed due to all-cylinder operation. Even if the negative pressure increases, the fuel adhering to the wall surface of the intake port evaporates at a time in some cylinders and the combustion air-fuel ratio becomes excessively rich, but this is only a part of all cylinders. In the cylinders other than the partial cylinders, the fuel air-fuel ratio does not become so rich, and it becomes possible to reduce the amount of unburned fuel discharged from all the cylinders when the engine is started.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view in a cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine according to the present invention.
2 is a time chart showing changes in engine speed when the multi-cylinder internal combustion engine of FIG. 1 is started. FIG.
FIG. 3 is a time chart showing fuel injection when the multi-cylinder internal combustion engine is started in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spark plug 3 ... Intake port 5 ... Exhaust port 7 ... Fuel injection valve

Claims (6)

吸気非同期噴射により一部気筒だけに燃料を供給して一部気筒運転を実施することによって機関始動を開始し、前記一部気筒の初爆完了後における所定機関運転状態となった時には、前記一部気筒を除く気筒へ吸気同期噴射によって燃料を供給して全気筒運転を実施することを特徴とする多気筒内燃機関。When engine start is started by supplying fuel to only some cylinders by intake asynchronous injection and performing partial cylinder operation, when the predetermined engine operation state is reached after completion of the initial explosion of the partial cylinder, A multi-cylinder internal combustion engine characterized in that fuel is supplied to cylinders other than the partial cylinders by intake synchronous injection to perform all-cylinder operation. 前記一部気筒を除く気筒への燃料供給は、吸気同期噴射から吸気非同期噴射へ移行することを特徴とする請求項1に記載の多気筒内燃機関。2. The multi-cylinder internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel supply to the cylinders excluding the one part cylinder shifts from intake synchronous injection to intake asynchronous injection. 前記一部気筒を除く気筒への燃料供給は、吸気同期噴射から燃料噴射時期が徐々に早められて吸気非同期噴射へ移行することを特徴とする請求項2に記載の多気筒内燃機関。3. The multi-cylinder internal combustion engine according to claim 2, wherein the fuel supply to the cylinders excluding the some cylinders shifts from intake synchronous injection to intake asynchronous injection with the fuel injection timing gradually advanced. 前記一部気筒を除く気筒への燃料供給は、機関回転数がアイドル回転に安定するまでに吸気同期噴射から吸気非同期噴射へ移行することを特徴とする請求項2又は3に記載の多気筒内燃機関。4. The multi-cylinder internal combustion engine according to claim 2, wherein the fuel supply to the cylinders excluding the partial cylinders shifts from intake synchronous injection to intake asynchronous injection until the engine speed is stabilized at idle rotation. 5. organ. 前記所定機関運転状態は、機関始動完了に対応する運転状態であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の多気筒内燃機関。The multi-cylinder internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the predetermined engine operation state is an operation state corresponding to completion of engine start. 機関始動開始から設定期間内に前記所定機関運転状態とならない時には前記全気筒運転が実施されることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の多気筒内燃機関。The multi-cylinder internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the all-cylinder operation is performed when the predetermined engine operation state is not achieved within a set period from the start of engine start.
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