JPH03275944A - エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、筒内に直接燃料噴射を行うエンジンにおいて
、パイロットポート内でパイロットインジェクタより噴
射される燃料を点火プラグにより安定着火させるように
したエンジンの燃料噴射制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、例えば実開昭６０−１４２３５号公報に記載され
ているように、燃焼室内に直接燃料を噴射して層状給気
を形成し、これを火花点火にて着火燃焼させることによ
り燃費の低減等を図るようにしたエンジンが知られてい
る。

ところで、この種の従来の層状給気エンジンにおいては
、燃料噴射ノズルおよび点火プラグは、それぞれある一
定の位置関係で固定配置されているのが普通である。

（発明が解決しようとする課題） 上記のような層状給気エンジンでは、噴射された燃料の
着火性は、燃料噴射ノズルと点火プラグとの位置関係お
よび着火時の雰囲気圧（筒内圧）によって左右される。

このうち、特に雰囲気圧は、エンジンが過給状態にある
かどうかの条件や、高回転高負荷時であるか低回転軽負
荷時であるか、あるいは、吸気絞りを行っているかどう
か等の条件によって変化するため、これに応じて噴射燃
料の噴霧角も変化し、したがって、燃料噴霧と点火プラ
グとの距離も変化することとなる。そのため、上記従来
のように燃料噴射ノズルおよび点火プラグの位置が固定
されたものであると、雰囲気圧の変化に応じて常に安定
した着火性が確保できないという不都合を生じることと
なる。特Ｉこ、ロータリピストンエンジンの直噴燃料噴
射装置のように、パイロットポート内で着火を行うもの
においては、雰囲気圧の変化に応じて着火性を確保する
のが難しい。

本発明は上記間層点に鑑みてなされたものであって、パ
イロットポート内において燃料噴射ノズルにより噴射さ
れた燃料を点火プラグにより着火するに当たり、常に最
良の着火条件を確保することのできるエンジンの燃料噴
射制御装置を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明に係るエンジンの燃料噴射制御装置は、筒内圧の
変化によって生じる燃料噴霧と点火プラグとの距離変化
を補正することで常に安定した着火性の維持を図ろうと
するものであって、その構成は次のとおりである。すな
わち、第１番目の発明は、筒内に直接燃料噴射を行うメ
インインジェクタを備えるとともに、点火プラグとパイ
ロットインジェクタとを有するパイロットポートを備え
たエンジンにおいて、パイロットインジェクタの燃料噴
射角度を筒内圧に応じて変更する手段を設けたことを特
徴としている。また、第２番目の発明は、同上のエンジ
ンにおいて、パイロットインジェクタの燃料噴射量を筒
内圧に応じて変更する手段を設けたことを特徴としてい
る。

（作用） 本発明においては、例えば予め偏心させた噴射ノズルを
回転させるなどの手段によって、筒内圧に応じてパイロ
ットインジェクタの燃料噴射角度を変更させることによ
り、あるいは、例えば噴射ノズルの開弁圧を変化させる
などの手段によって、筒内圧に応じてパイロットインジ
ェクタの燃料噴射量を変更させることにより、燃料噴霧
と点火プラグとの距離を一定にすることができ、これに
より、常に安定した着火条件を確保することができる。

（実施ｆＮ） 以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はロータリピストンエンジンに適用した本発明の
一実施例を示す全体システム図である。

この実施例において、ロータリピストンエンジンｌは、
ベリトロコイド状の内周面を持つロータハウジング２と
その両側面に一体に固定されたサイドハウジングとより
なるケーシングと、このケーシング内で偏心軸３に支え
られて自転しながら公転するロータ４とを有している。

そして、ロータ４の三つの頂点がロータハウジング２の
内周面に接しながら摺動することによってケーシングと
ロータ４の間に三つの作動室５ａ、５ｂ、５ｃが形成さ
れ、それらが位相差をもってそれぞれ吸入。

圧縮、膨張および排気の各行程を行う。作動室にはサイ
ドハウジング側から吸気ボート６が開口しており、短軸
部を挟んで吸気ボート６とほぼ対向する位置のロータハ
ウジング２内周面には排気ボート７が設けられている。

これら吸・排気ボート６．７とは反対側のロータハウジ
ング２のやや上部には燃料噴射用のメインインジェクタ
８が配設されている。また、メインインジェクタ８の下
方にはパイロットポート９が設けられ、このパイロット
ポート９には、作動室方向に燃料を噴射するパイロット
インジェクタ■０と、このパイロットインジェクタＩＯ
により噴射された燃料に着火するための点火プラグ１１
がそれぞれ配設されている。

また、メインインジェクタ８およびパイロットインジェ
クタｌＯは、それぞれメインインジェクションポンプ１
２およびパイロットインジェクションポンプ１３に接続
されている。

吸気ボート６に連通する吸気通路１４の上流端はエアク
リーナ１５に接続されており、エアクリ−す１５の下流
には排気ターボ過給機１６が配設されている。また、排
気ターボ過給機１６の下流にはインタークーラ１７が設
けられ、さらに、その下流に吸気絞り１８が設けられ、
その下流には圧力センサ１９が設けられている。また、
排気ボート７の下流に延びる排気通路２０には触媒コン
バータ２１が配設されている。

第２図に拡大して示すように、上記パイロットインジェ
クタＩＯの噴射ノズル２２にはロータリジヨイント２３
を介して角度コントロール用ステップモータ２４が取り
付けられ、このステップモータ２４の駆動により噴射ノ
ズル２２が回転可能とされている。また、第３図に示す
ように、噴射ノズル２２の軸心はパイロットポート９の
軸心に対して傾斜配置（傾斜角δ）されている。

角度コントロール用ステップモータ２４はコントロール
ユニット２５からの制御信号を受けて駆動され、それに
より噴射ノズル２２が回転される。

コントロールユニット２５は、角度コントロール用ステ
ップモータ２４に制御信号を出力するほか、メインイン
ジェクションポンプ１２．パイロットインジェクション
ポンプ１３および点火プラグ１１にそれぞれ制御信号を
出力する。コントロールユニット２５には、上記各制御
信号の演算のための情報として、圧力センサ１９からの
吸気圧力信号１回転数検出手段２６からの回転数信号、
設定負荷検出手段２７からのエンジン負荷信号等が入力
される。

第４図は筒内圧（Ｐｂ）と噴射ノズル２２の回転角（θ
）との関係を示しており、図中、−点鎖線が筒内圧を、
実線が回転角をそれぞれ示している。また、第５図は噴
射ノズル２２の回転制御を実行するためのフローを示し
ている。

この実施例において、パイロットインジェクタＩＯにお
ける噴射ノズル２２の回転制御はつぎのように行われる
。

筒内圧が小さい運転状態においては、噴射ノズル２２か
ら噴射される燃料の噴霧角は小さく（第３図の実線）、
一方、エンジン負荷や回転数等の変化によって筒内圧が
大きくなった場合には、噴霧角は大きくなる（第３図の
破線）ため、いずれの場合においても、噴霧と点火プラ
グ１１の位置関係が最適となるようにステップモータ２
４を介して噴射ノズル２２か回転制御される。

この制御を第５図のフローに沿って説明すると、スター
トして、まず、圧力センサ１９からの吸気圧力信号１回
転数検出手段２６からの回転数信号および設定負荷検出
手段２７からのエンジン負荷信号により筒内圧（Ｐｂ）
を検出する。つぎに、予めメモリ内に設定された筒内圧
（Ｐｂ）と噴射ノズル２２の回転角（θ）との関係から
回転角（θ）を決定し、これによりステップモータ２４
に制御信号を発信して噴射ノズル２２の位置制御を行う
。

上記のように噴射ノズル２２からの噴霧と点火プラグ１
１との位置関係を、筒内圧が変化しても常に一定となる
ように制御することで、噴射燃料への着火性を常に最適
なものとすることができる。

第６図乃至第９図は本発明の他の実施例を示すものであ
る。

この実施例において、装置の全体構成は第１図に示す先
の実施例と基本的に変わるところがない。

したがって、第１図の装置と共通する構成および動作に
ついては説明を省略し、以下、この実施例に特有な点を
中心に説明する。

この実施例は、パイロットインジェクタＩＯにおける噴
射ノズル２８に開弁圧コントローラ２９を取り付けたも
のである。そして、この開弁圧コントローラ２９によっ
て噴射ノズル２８のニードルバルブ３０に固定されたス
プリング３１のばね力を変化させ、これにより噴射ノズ
ル２８の開弁圧を制御している。すなわち、予め筒内圧
（Ｐｂ）と開弁圧（ｐｏ）との関係を第８図に示すよう
な特性図に基づいて設定しておき、筒内圧（Ｐｂ）が変
化したとき、それに対応する開弁圧（Ｐｏ）を特性図か
ら求めて開弁圧コントローラ２９により制御がなされる
。このような制御を行うことにより筒内圧（Ｐｂ）が変
化しても噴霧角（α）は常に一定となるため、点火プラ
グ１１による噴射燃料への着火性を常に最適なものとす
ることができる。

この制御を第９図のフローに沿って説明すると、スター
トして、まず、上記第５図の場合と同様にして筒内圧（
Ｐｂ）を検出する。つぎに、予めメモリ内に設定された
筒内圧（Ｐｂ）と噴射ノズル２８の開弁圧（Ｐｏ）との
関係から開弁圧（Ｐｏ）を決定し、これにより開弁圧コ
ントローラ２９に制御信号を発信してニードルバルブ３
０の制御を行う。

上記実施例においては、開弁圧を変えることに上り噴霧
角が常に一定となるよう構成したか、筒内圧に応じて燃
料噴射量のみを変化させるように構成してもよい。その
場合、筒内圧が小さくなったときに、燃料噴射量を増大
させるように制御することで、噴霧角は小さくても、パ
イロットポート９内での噴射燃料の吹き返しが期待でき
るため、常に同等の着火条件を維持することができる。

なお、開弁圧（ｐｏ）を変化させたり、あるいは燃料噴
射量を変化させることで、エンジンに供給される燃料量
が変化するが、もともとパイロットインジェクタ１０に
より供給される燃料は、着火のみに使用され、メインイ
ンジェクタ８から供給される燃料量に比べて極めて少な
いものであるため、これが多少変化しても燃費等に影響
を及ぼすものではない。

第１０図乃至第１３図は本発明の更に他の実施例を示す
ものである。

これらの実施例は、噴射ノズル３２または点火プラグ３
３の位置を任意に制御できるようにしたものである。

すなわち、噴射ノズル３２の先端からプラグホール３４
の中心までの距離をＡ、ノズルホール中心から点火プラ
グ３３の中心電極までの距離をＢとした場合、第１０図
の例では、８寸法を固定とじへ寸法を可変としており、
一方、第１２図の例では、Ａ寸法を固定とし８寸法を可
変としている。

第１Ｏ図の例では、筒内圧（Ｐｂ）とへ寸法との関係は
第１１図に示すようになり、筒内圧（Ｐｂ）が大きくな
り、したがって噴霧角が大きくなるにつれ、Ａ寸法が小
さくなるように制御される。

また、第１２図の例では、筒内圧（Ｐｂ）と８寸法との
関係は第１３図ｊこ示すようになり、筒内圧（Ｐｂ）が
大きくなり、したがって噴霧角が大きくなるにつれ、８
寸法か大きくなるように制御される。上記いずれの場合
においても、噴射ノズル３２からの噴霧と点火プラグ３
３との距離は常に一定になるように制御されるので、点
火プラグ３３による噴射燃料への着火条件は常に一定と
なる。この場合、噴射ノズル３２または点火プラグ３３
の位置を可変にするための手段としては、例えば油圧ピ
ストンなどが用いられる。

なお、第１ｆ図および第１３図において、−点鎖線（筒
内圧）と実線（Ａ寸法または８寸法）との交点より左側
は、第１図に示す吸気絞り１８により吸気が絞られてい
る場合を、また、右側は吸気絞り１８が全開の場合をそ
れぞれ示している。

上記実施例ではロータリピストンエンジンについて説明
したが、本発明は、その他いろいろなタイプのエンジン
に対しても適用することができる。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されているので、パイロット
インジェクタにより噴射された燃料を点火プラグにより
着火するに当たり、筒内圧が変化しても燃料噴霧と点火
プラグとの距離を常に一定にすることができ、したがっ
て、常に最良の着火条件を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体システム図、第２
図は同実施例における要部構造および作動を説明する概
略図、第３図は同実施例における燃料噴霧と点火プラグ
との位置関係を示す説明図、第４図は同実施例における
筒内圧と噴射ノズルの回転角との関係を示す図、第５図
は同実施例における制御を実行するフローチャート、第
６図は本発明の他の実施例を示す概略図、第７図は同実
施例における燃料噴霧と点火プラグとの位置関係を示す
説明図、第８図は同実施例における筒内圧と噴射ノズル
の開弁圧との関係を示す図、第９図は同実施例における
制御を実行するフローチャート、第１０図は本発明の更
に他の実施例の要部構造および作動を示す説明図、第１
１図は同実施例における筒内圧と噴射ノズルの移動距離
との関係を示す図、第１２図は同実施例の変形例を示す
説明図、第１３図は同変形例における筒内圧と点火プラ
グの移動距離との関係を示す図である。 ５ａ、５ｂ、５ｃ：作動室、８：メインインジェクタ、
９：パイロットポート、ｌＯパイロットインジェクタ、
１１．３３：点火プラグ、２４：角度コントロール用ス
テップモータ、２９：開弁圧コントローラ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）筒内に直接燃料噴射を行うメインインジェクタを
   備えるとともに、点火プラグとパイロットインジェクタ
   とを有するパイロットポートを備えたエンジンにおいて
   、前記パイロットインジェクタの燃料噴射角度を筒内圧
   に応じて変更する手段を設けたことを特徴とするエンジ
   ンの燃料噴射制御装置。
2. （２）筒内に直接燃料噴射を行うメインインジェクタを
   備えるとともに、点火プラグとパイロットインジェクタ
   とを有するパイロットポートを備えたエンジンにおいて
   、前記パイロットインジェクタの燃料噴射量を筒内圧に
   応じて変更する手段を設けたことを特徴とするエンジン
   の燃料噴射制御装置。