JPH04203335A - エンジンの燃料制御装置 - 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） 本発明は気筒内の点火栓近傍に直接燃料を噴射して成層
燃焼を行うようにしたエンジンの燃料制御装置に関する
。

（従来の技術） エンジンの熱効率を改善する手段として筒内直接燃料噴
射による成層燃焼が従来から知られており、特にロータ
リピストンエンジンにおいては濃厚な混合気が作動室の
トレーリング側に偏在しゃすいことから、リーディング
側の点火栓近傍の混合気の空燃比を可燃範囲に保つのに
上記手段が極めて有効であると考えられている。

例えば、特開平２−５７１４号公報に記載されたローク
リピストンエンジンの燃料噴射装置では、吸気通路に燃
料を噴射する低圧インジェクタを設けるとともに気筒内
の点火栓近傍に直接燃料を噴射する高圧の筒内インジェ
クタを設けることによって着火性を確保し熱効率の高い
安定した希薄燃焼を実現できるようにしている。また、
さらに希薄な混合気でも安定した着火が得られるように
するため、インジェクタと点火栓を近接して配置する点
火室を設け、この点火室内のインジェクタによりエンジ
ンの全運転領域で燃料を噴射して点火栓の近傍に比較的
濃い可燃混合気を分゛布させる一方、吸気通路に設けた
低圧インジェクタからは所定の運転領域で運転状態に応
じた所定量の燃料を噴射して作動室内に超希薄な均一混
合気をつくるようにしたものも提案されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記のように筒内直接燃料噴射によって点火栓の近傍に
適正な可燃混合気を分布させるようにすれば、全体とし
ては希薄な混合気によって安定した燃焼を行うことが可
能であり、実際に、定常運転状態においてはその効果が
実証されている。しかしながら、このような燃料噴射方
式を採用したエンジンでは、従来、過渡時特に急加速時
には着火性が悪化し、失火あるいは極めて不安定な燃焼
状態を生じやすいという問題があり、特に、点火室にイ
ンジェクタと点火栓を近接して配置したものにおいてこ
の問題が顕著であった。

上記のように筒内の点火栓の近傍に直接燃料を噴射する
場合は、点火栓近傍の混合気の空燃比は燃料噴射量の変
化に敏感となるため、過渡時に可燃範囲からはみ出し易
いことは十分に考えられるし、噴射燃料の急な増量によ
って点火栓が濡れてしまうことも有り得る。また、特に
上記のように点火室を設けたロークリピストンエンジン
の場合、スロットル弁が瞬時に全開して急激に作動室内
の空気密度が高まったり、急激に回転数が増大するよう
な状態においては、その急激な空気密度の高まりやロー
タ回転速度の増大によって点火室に向かう強い空気の流
れが生じ、そのため、点火室内に噴射された燃料は作動
室に流出せずに点火室内に滞留してしまってオーバーリ
ッチになることが考えられる。実際、このような点火室
を設けたロータリピストンエンジンについてガスサンプ
リン＝３− グ装置を使い、急激にスロットル弁を開いた状態、ある
いは急激に回転数が増大する状態で極く短いサンプリン
グタイムで点火室内の混合気を採取し分析したところ、
明らかに可燃範囲を越えてオーバーリッチ状態となった
。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、火
花点火式のエンジンにおいて、筒内直接燃料噴射による
成層燃焼によって熱効率を改善しつつ、加速時のオーバ
ーリッチによる失火あるいは不安定燃焼を防止すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、筒内直接燃料噴射を行うエンジンにおいて、
加速時の点火栓近傍がオーバーリッチ雰囲気になるのを
防ぐべく筒内直接燃料噴射の噴射量を低減するようにし
たものであって、その構成は第１図に示すとおりである
。すなわち、本発明に係るエンジンの燃料制御装置は、
気筒内に直接燃料を噴射する筒内インジェクタと、吸気
通路に燃料を噴射する低圧インジェクタと、エンジンの
運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態検
出手段の出力を受け、所定の運転領域において所定量の
燃料を噴射するよう前記低圧インジェクタを制御する低
圧噴射制御手段と、前記運転状態検出手段の出力を受け
、エンジンの全運転領域において所定量の燃料を噴射す
るよう前記筒内インジェクタを制御する筒内噴射制御手
段と、前記運転状態検出手段の出力に基づいて加速状態
を判定し、加速時には前記筒内噴射制御手段による前記
筒内インジェクタの制御を補正して該筒内インジェクタ
からの噴射量を所定量減量するとともに前記低圧噴射制
御手段による前記低圧インジェクタの制御を補正して該
低圧インジェクタからの噴射量を所定量増量する加速時
補正手段を備えたことを特徴とする。

（作用） 筒内インジェクタからはエンジンの全運転領域において
燃焼室内の点火栓近傍に所定量の燃料が直接噴射され、
また、低圧インジェクタからは所定の運転領域において
吸気通路に燃料が噴射される。その結果、燃焼室内の混
合気は成層化し点火栓近傍に濃い混合気層が形成される
。したがって、全体としては希薄な混合気であっても点
火栓近傍は着火に適した空燃比とすることができ、熱効
率の高い安定燃焼が実現ができる。また、加速時には筒
内インジェクタからの噴射量が所定量減量され、それに
よって過渡状態における点火栓近傍のオーバーリッチ化
が防止される。

（実施例） 以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第２図はロータリピストンエンジンに適用した本発明の
一実施例の全体システム図である。この実施例において
、エンジン本体ｌは、トロコイド状の内周面を有するロ
ータハウジング２および該ロータハウジング２の両側に
配置されたサイドハウジング３とからなるケーシングと
、出力軸である偏心軸４の偏心部に支持されて上記ケー
シング内をロータハウジング２の内周面に摺接しながら
遊星回転する略三角形状のロータ５とからなり、ロータ
５の各フランク面とケーシング内面との間に三つの作動
室６が形成されて、これら作動室の容積がロータ５の回
転に伴って順次変化することにより順次吸入、圧縮、爆
発、排気が行われるよう構成されている。上記サイドハ
ウジング３の内面には、トロコイド形状の一方の短軸部
に近い位置に吸気ボート７が開口され、また、この短軸
部を挟んで上記吸気ボート７に対向する側のロータハウ
ジング２の内周面には排気ボート８が開口されている。

また、ロータハウジング２の内周面には、上記吸気ボー
ト７および排気ボート８から離れた他方の短軸部に点火
室９が形成され、該点火室９には、点火栓１０と、燃料
を高圧で噴射する筒内インジェクタｌｌが近接して配置
されている。

上記筒内インジェクタ１１は、偏心軸４によって調時駆
動される燃料噴射ポンプ１２から高圧燃料の供給を受け
るものであって、後述のコントロールユニット２２によ
ってインジェクタ１１内部のソレノイドバルブを制御す
ることにより噴射量が制御されるよう構成されている。

吸気ボート７に連通ずる吸気通路Ｉ３にはスロットルバ
ルブ１４が介設され、また、スロットル−丁− バルブ１４の下流には燃料噴射用の低圧インジェクタ１
５が配置されている。上記低圧インジェクタ１５には図
示しない燃料供給ポンプから燃料が供給される。この低
圧インジェクタ１５はそれ自体公知の電磁式インジェク
タであって、後述のコントロールユニット２２によって
噴射量が制御される。

上記排気ボート８に連通ずる排気通路１６にはキャタラ
イザ１７が配設され、また、キャタライザ１７の上流位
置にはターボチャージャーＩ８のタービン１９が介設さ
れている。また、吸気通路１３の上流位置には、上記タ
ーボチャージャー１８のタービン１９によって駆動され
るブロア２０が設けられ、該ブロア２０の下流側にはイ
ンタークーラ２１が配設されている。

上記筒内インジェクタ１１の燃料噴射量および低圧イン
ジェクタ１５の燃料噴射量はコントロールユニット２２
によりエンジン運転状態に応じて制御される。そのため
、コントロールユニット２２にはエンジン回転数（Ｎ）
、吸気管負圧（ＰＦＩ）およびスロットル開度（ＴＶＯ
）の各信号が入力される。そして、コントロールユニッ
ト２２ではエンジン回転数（Ｎ）と吸気管負圧（Ｆ　Ｂ
）の関数として各インジェクタ１１．１５からの燃料噴
射量を設定し、また、エンジンの加速状態をスロットル
開度（ＴＶＯ）の変化およびエンジン回転数（Ｎ）の変
化によって判定して、加速時には筒内インジェクタ１１
からの燃料噴射量を減量補正するとともに、低圧インジ
ェクタＩ５からの燃料噴射量を増量補正する。

第３図はこの実施例の上記燃料噴射量制御を実行するフ
ローチャートであり、８１〜Ｓ６はその各ステップであ
る。このフローにおいて、スタートすると、まず、Ｓｌ
でスロットル開度（ＴＶＯ）が開側に変化したかどうか
をｄ（Ｔｖｏ）／ｄ１＞０かどうかによって判定し、Ｎ
ｏであれば、Ｓ２でスロットル開度（ＴＶＯ）が所定開
度（（ＴＶＯ）。）より大きいかどうかを判定する。そ
して、Ｓ２でもＮｏ　（ＴＶＯ≦（ＴＶＯ）。）であれ
ば、Ｓ３へ行って筒内インジェクタ１１の噴射期間（Δ
θＤｒ）および低圧インジェクタＩ５の噴射期間（八〇
８、）をそれぞれエンジン回転数（Ｎ）と吸気管負圧（
Ｐａ）の関数として設定し、Ｓ４でそれぞれ噴射を実行
する。

Ｓｌの判定でＹＥＳ　（ｄ　（ＴＶＯ）　／ｄ　ｔ　＞
０）であれば、加速時ということで８５へ行って、通常
時設定の噴射期間（Ｆ　（Ｎ、　Ｐｅ）　）に負の補正
係数αを掛けることによって筒内インジェクタＩ＋の噴
射期間（ΔθＤ工）を減量側に補正し、また、同様に通
常時設定の噴射期間（Ｇ　（Ｎ、　Ｐａ）　）に正の補
正係数を掛けることによって低圧インジェクタ１５の噴
射期間（Δθ１）を増量補正する。そして、Ｓ４へ行っ
てそれぞれの噴射を実行する。

また、Ｓ２でＹＥＳ　（ＴＶＯ＞　（ＴＶＯ）。）のと
きは、Ｓ６でエンジン回転数Ｎが上昇したかどうか（ｄ
Ｎ／ｄｔ＞Ｏかどうか）を判定し、ＹＥＳ　（ｄＮ／ｄ
　ｔ＞Ｏ）であればＳ５へ行ってやはり筒内インジェク
タ１１の噴射期間（ΔθＤ□）を減量補正し、低圧イン
ジェクタ１５の噴射期間（八〇９、）を増量補正する。

一方、Ｓ６でＮｏ（ｄＮ／ｄｔ≦０）であればＳ３へ行
って通常設定の噴射時期とする。

なお、上記実施例ではロータリピストンエンジンに適用
したものを説明したが、本発明はロークリピストンエン
ジンに限定されるものではない。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されているので、筒内直接燃
料噴射によって燃料を成層化し熱効率を改善することが
できるとともに、加速時のオーバーリッチによる失火等
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２図は本発明の一実施
例の全体システム図、第３図は同実施例の制御を実行す
るフローチャートである。 １：エンジン本体、６：作動室、７：吸気ボート、９：
点火室、ＩＯ１点火栓、１１：筒内インジェクタ、１３
：吸気通路、１５：低圧インジェクタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）気筒内に直接燃料を噴射する筒内インジェクタと
   、吸気通路に燃料を噴射する低圧インジェクタと、エン
   ジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転
   状態検出手段の出力を受け、所定の運転領域において所
   定量の燃料を噴射するよう前記低圧インジェクタを制御
   する低圧噴射制御手段と、前記運転状態検出手段の出力
   を受け、エンジンの全運転領域において所定量の燃料を
   噴射するよう前記筒内インジェクタを制御する筒内噴射
   制御手段と、前記運転状態検出手段の出力に基づいて加
   速状態を判定し、加速時には前記筒内噴射制御手段によ
   る前記筒内インジェクタの制御を補正して該筒内インジ
   ェクタからの噴射量を所定量減量するとともに前記低圧
   噴射制御手段による前記低圧インジェクタの制御を補正
   して該低圧インジェクタからの噴射量を所定量増量する
   加速時補正手段を備えたことを特徴とするエンジンの燃
   料制御装置。