JPH031499B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、各気筒毎に配設した燃料噴射弁から
その気筒の吸気行程に対して所定の噴射タイミン
グでそれぞれ燃料を噴射供給するようにしたエン
ジンの燃料噴射装置に関するものである。

（従来技術） 従来より、エンジンの燃料噴射装置として、例
えば、特開昭56−148636号に見られるように、各
気筒に対してそれぞれ燃料噴射弁を配設し、各気
筒の吸気行程に対応した所定の時期にそれぞれの
燃料噴射弁から燃料を噴射供給するようにし、各
気筒で良好な燃焼性能を得るようにした技術が知
られている。

しかして、多気筒エンジンの場合、その点火順
序すなわち吸気行程の順序に伴う吸気の流れの向
きの変化等に起因して、各気筒間の吸気充填効率
に差異が生じるものである。そして、この気筒間
の吸気充填効率の差異は、燃焼性すなわち出力の
不均一性を生起し、エンジン回転の安定性を阻害
する要因となつている。上記現象は、特に充填効
率の低いアイドル時等の低負荷時において顕著と
なるものである。

上記吸気充填効率の不均一化を詳しく説明すれ
ば、例えば、４気筒エンジンにおいて点火順序が
第１−３−４−２気筒の順の場合、吸気行程が第
１気筒から第３気筒に変化する時および第４気筒
から第２気筒に変化する時には、吸気の流れに大
きな方向変更があつて、第３気筒および第２気筒
に吸気が流入するまでに遅れがあるのに対し、吸
気行程が第３気筒から第４気筒に変化する時およ
び第２気筒から第１気筒に変化する時には、吸気
の流れの方向変更は小さく、第４気筒および第１
気筒には速やかに吸気が流入することにより、こ
の第１および第４気筒に対して第２および第３気
筒は吸気充填効率が低くなる傾向にあるものであ
る。この充填効率の差異に基づいて前記のように
エンジン回転の安定不良が発生することになる。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、気筒間の充填効率の
差異に基づく燃焼性の不均一化を改善するように
したエンジンの燃料噴射装置を提供することを目
的とするものである。

（発明の構成） 本発明の燃料噴射装置は、充填効率の低い気筒
の燃料噴射開始タイミングを、充填効率の高い気
筒の燃料噴射開始タイミングより早くする制御手
段を備えたことを特徴とするものである。

（発明の効果） 本発明によれば、充填効率の低い気筒の燃料噴
射開始タイミングを早くするようにしたことによ
り、噴射された燃料の気化、霧化を促進して燃焼
性を改善するとともに、この燃料の気化による気
化熱でもつて吸入空気温度が低下するのに応じて
充填効率が上昇するものであり、これらによつて
燃焼特性を改善し、充填効率の高い気筒との差を
解消して均一化し、安定したエンジン回転を得る
ことができ、特に、アイドル回転の安定性を向上
することができるものである。

（実施例） 以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第１図は燃料噴射装置を備えた４気筒エンジンの
全体構成を示している。

エンジン本体１は第１ないし第４の４つの気筒
１ａ〜１ｄを有し、各気筒１ａ〜１ｄに対して吸
気通路２および排気通路３が接続されている。上
記吸気通路２には、上流側から吸入空気量を計測
する吸気量センサ４、吸気量を制御するスロツト
ル弁５が介装され、このスロツトル弁５下流で各
気筒１ａ〜１ｄに対して独立した分岐通路２ａ〜
２ｄに分岐され、この分岐通路２ａ〜２ｄにそれ
ぞれの気筒１ａ〜１ｄに対して燃料を供給する燃
料噴射弁６ａ〜６ｄが配設されている。一方、各
気筒１ａ〜１ｄに接続された排気通路３は集合さ
れ排気浄化装置７に接続されている。

上記構造において、各気筒１ａ〜１ｄの点火順
序（吸気順序）は第１−３−４−２気筒の順に行
われ、この吸気行程の順序に伴う各分岐通路２ａ
〜２ｄを流れる吸気の方向が大きく変化する第２
気筒１ｂおよび第３気筒１ｃの吸気充填効率が、
他の第１気筒１ａおよび第４気筒１ｄの吸気充填
効率より低くなるのである。

上記燃料噴射弁６ａ〜６ｄによる燃料噴射時期
（噴射タイミング）および噴射量は、制御手段８
（コントロールユニツト）からの御御信号すなわ
ち燃料噴射パルスよつて行われる。各気筒１ａ〜
１ｄの燃料噴射弁６ａ〜６ｄは、それぞれの気筒
１ａ〜１ｄの吸気行程に対して所定の時期に燃料
噴射を行うように独立して燃料噴射パルスが出力
される。

上記制御手段８には、前記吸気量センサ４から
吸入空気量信号が入力されるとともに、スロツト
ル弁５の開度から負荷状態および加速状態を検出
するスロツトル開度センサ９からのスロツトル開
度信号、冷却水温度からエンジン温度を検出する
水温センサ１０からの水温信号、およびエンジン
のクランク角と第１気筒１ａのピストン上死点と
を検出するクランク角センサ１１からのクランク
角信号とがそれぞれ入力されるものである。

上記制御手段８は、エンジン回転数と吸入空気
量とに応じて基本燃料噴射量を求めるとともに、
エンジン冷間時、加速時にはこの基本燃料噴射量
を増量して実際燃料噴射量を求める。さらに、低
負荷時には、前記吸気充填効率の低い第２気筒１
ｂおよび第３気筒１ｃに対する燃料噴射弁６ｂ，
６ｃからの噴射タイミングを、他の第１および第
４気筒１ａ，１ｄに対する燃料噴射弁６ａ，６ｄ
からの噴射タイミングより早くするように補正す
るものである。

すなわち、各気筒１ａ〜１ｄの燃料噴射時期を
第２図に示すように、吸気弁は第１−３−４−２
気筒の順にそれぞれクランク角で180゜ずつずれて
開作動されて順次吸気行程となり、この吸気タイ
ミングに対し、燃料噴射パルスが出力される燃料
噴射タイミングは、高負荷時には実線で示すよう
に各気筒共通のθ₁の時期に噴射を開始し、所定の
噴射量を噴射したθ₂の時期に終了するように設定
される。一方、低負荷時には、第２および第３気
筒１ｂ，１ｃにおける噴射タイミングが上記噴射
開始時期θ₁よりθkだけ早い時期に開始される。

これにより、第２および第３気筒１ｂ，１ｃに
対して噴射した燃料の気化、霧化を促進し燃焼性
を向上するとともに、気化熱による吸気温度の低
下に伴つて充填効率の向上を図つて、他の第１お
よび第４気筒１ａ，１ｄとの充填効率の差異に基
づく燃焼性能の差を解消するものである。

次に、制御手段８の作動を第３図のフローチヤ
ートによつて説明する。スタート後、ステツプＳ
１でクランク角センサ１１、吸気量センサ４、ス
ロツトル開度センサ９、水温センサ１０の各信号
を読み込んで、その各値をレジスタＴ，Ｑ，Ｖ，
W₁に記憶する。続いて、ステツプＳ２でエンジ
ンの始動時か否かを判定し、この判定がYESで
エンジンの始動時にはステツプＳ３に進み、そこ
でレジスタＩに所定の始動噴射量βを記憶し、ス
テツプＳ４で上記レジスタＩの値に基づいて始動
噴射パルスを作成し、それを第１気筒の上死点信
号に応じて判別した噴射すべき気筒の燃料噴射弁
６ａ〜６ｄに加えて始動時噴射を行い、ステツプ
Ｓ１に戻つて上述の処理を繰り返す。

エンジンが始動すると、前記ステツプＳ２の
NO判定によりステツプＳ５に進み、そこでレジ
スタＴ内のクランク角を用いてエンジン回転数を
演算してそれをレジスタＲに記憶し、次にレジス
タＲ，Ｑ内のエンジン回転数と吸入空気量とでも
つて基本燃料噴射量を演算してそれをレジスタＩ
に記憶する（ステツプＳ６）。

ステツプＳ７は、レジスタＶの記憶内容から加
速度dV／dtを求め、これが設定値αより大きい
か否か、すなわち加速時か否かを判定するもので
ある。この判定がYESで加速時の場合は、ステ
ツプＳ８でレジスタC₂に加速補正量として設定
値β₁を記憶する一方、上記判定がNOで加速時で
ない場合は、ステツプＳ９でレジスタC₂の加速
補正量を０とする。ここで、上記設定値β₁は一定
値でも良く、また加速度に応じて異なる値として
もよい。

また、ステツプＳ１０は、レジスタW₁内のエ
ンジン冷却水温を設定値W₀、例えば60℃と比較
して暖機中か否か判定するものである。冷却水温
が設定値W₀以下の冷間時（NO）であれば、ス
テツプＳ１１で燃料噴射量を増大すべく、両者の
温度差（W₀−W₁）と補正係数Ｋとを乗算して温
度補正量を求め、レジスタC₁に記憶する。一方、
上記ステツプＳ１０の判定がYESで暖機完了後
は、ステツプＳ１２でレジスタC₁の温度補正量
を０とする。

そして、ステツプＳ１３で前記レジスタC₁の
温度補正量とレジスタC₂の加速補正量とを、レ
ジスタＩ内の基本燃料噴射量に加算して実際燃料
噴射量を求め、その値Ｉ＋C₁＋C₂をレジスタＩ
に記憶し、該レジスタＩ内の実際燃料噴射量から
噴射角θを決定してそれをレジスタθに記憶する
（ステツプＳ１４）。

次に、ステツプＳ１５で、レジスタＶ内のスロ
ツトル開度を設定値V₀と比較して高負荷域か否
かを判定するものであり、この判定がYESで高
負荷域にあるときはステツプＳ１６で噴射開始時
期を所定値θ₁に設定してレジスタθ₁に記憶する。
一方、前記ステツプＳ１５の判定がNOでスロツ
トル開度の小さい低負荷域にあるときは、ステツ
プＳ１７に進んで前回第１もしくは第４気筒１
ａ，１ｄの燃料噴射が行われたか否かを判定す
る。

前回の燃料噴射が第１気筒１ａもしくは第４気
筒１ｄに対して行われたYESの場合には、今回
は第３気筒１ｃもしくは第２気筒１ｂに対して燃
料噴射を行うことから、ステツプＳ１８で燃料噴
射開始時期を所定値θ₁から設定値θkだけ減算して
早い時期に燃料噴射開始時期を補正してレジスタ
θ₁に記憶する。一方、前回の燃料噴射が第２気筒
１ｂもしくは第３気筒１ｃに対して行われて前記
ステツプＳ１７の判定がNOの場合には、ステツ
プＳ１８の噴射タイミングの補正を行うことな
く、ステツプＳ１６に進んで燃料噴射開始時期θ₁
を設定するものである。

上記のように設定したレジスタθ₁内の燃料噴射
開始時期に対し、ステツプＳ１９で前記ステツプ
Ｓ１４で求めた実際燃料噴射量に対応するレジス
タθ内の噴射角θを加算して噴射終了時期θ₂を演
算し、これをレジスタθ₂に記憶するものである。

このようにして、噴射開始時期θ₁および噴射終
了時期θ₂が決定さると、噴射開始時期θ₁になるま
でステツプＳ２０に待機し、噴射開始時期θ₁にな
ると、ステツプＳ２１で所定の燃料噴射弁６ａ〜
６ｄに駆動信号を加えて燃料噴射を開始し、該燃
料噴射弁６ａ〜６ｄを駆動し続ける間ステツプＳ
２２に待機して燃料噴射を行い、噴射終了時期θ₂
になるとステツプＳ２３で駆動信号の出力を停止
して燃料噴射を終了し、次の気筒の燃料噴射を行
うものである。

以上のような実施例によれば、低負荷時には吸
気充填効率の低い第２および第３気筒１ｂ，１ｃ
に対する燃料噴射弁６ｂ，６ｃによる燃料噴射タ
イミングを他の気筒より早めて、早い時期から燃
料噴射を開始し、噴射した燃料に着火が行われる
までの期間を長くすることにより燃料の気化霧化
を向上して燃焼性を高めるとともに、吸気温度の
低下による空気密度の減少に対応して吸気充填効
率の向上を図るようにし、各気筒１ａ〜１ｄでの
発生トルクの均一化を図つてエンジン回転、特に
アイドル回転の良好な安定性を得るようにしたも
のである。

なお、上記実施例においては、４気筒エンジン
について説明したが、本発明は気筒間で吸気充填
効率が異なる多気筒エンジンに対して適用可能で
あり、充填効率が低くなる気筒の噴射開始タイミ
ングを早めるように制御するものである。

また、上記実施例においては低負荷域において
のみ、充填効率の低い気筒に対する噴射開始タイ
ミングを早めるようにしているが、全運転域にお
いて早めるようにしても良い。しかし、高負荷域
においては吸気充填量が増大し、吸気流れの変更
等に起因する充填効率の差異の影響は小さくな
り、噴射タイミングの設定は燃料の成層化の実
現、燃焼室壁温の低下等の要求に応じて設定する
のが好ましいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における燃料噴射装
置を備えたエンジンの全体構成図、第２図は各気
筒の燃料噴射弁による燃料噴射タイミングを吸気
弁の開タイミングとともに示す特性図、第３図は
制御手段の処理を示すフローチヤート図である。 １……エンジン本体、１ａ〜１ｄ……気筒、２
……吸気通路、４……吸気量センサ、６ａ〜６ｄ
……燃料噴射弁、８……制御手段、９……スロツ
トル開度センサ、１０……水温センサ、１１……
クランク角センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 各気筒毎に配設した燃料噴射弁からその気筒
   の吸気行程に対して所定の噴射タイミングでそれ
   ぞれ燃料を噴射供給する一方、各気筒間で吸気の
   流れ等に起因して吸気充填効率に差異が生じるエ
   ンジンにおいて、充填効率の低い気筒の燃料噴射
   開始タイミングを、充填効率の高い気筒の燃料噴
   射開始タイミングより早くする制御手段を備えた
   ことを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。