JPH04259643A - ２サイクル内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents
２サイクル内燃機関の燃料噴射装置Info
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- JPH04259643A JPH04259643A JP4069391A JP4069391A JPH04259643A JP H04259643 A JPH04259643 A JP H04259643A JP 4069391 A JP4069391 A JP 4069391A JP 4069391 A JP4069391 A JP 4069391A JP H04259643 A JPH04259643 A JP H04259643A
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- injection
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- fuel injection
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- internal combustion
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Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気系に、ＨＣ存在下
でＮＯｘを還元するリーンＮＯｘ触媒を備えた直噴式２
サイクル内燃機関の燃料噴射装置に関する。
でＮＯｘを還元するリーンＮＯｘ触媒を備えた直噴式２
サイクル内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭６３−２８３７２７号公報は、遷
移金属をイオン交換して担持せしめたゼオライト触媒（
リーンＮＯｘ触媒）が酸化雰囲気中でＮＯｘを還元でき
ること、およびＮＯｘを還元するには炭化水素（ＨＣ）
の存在が必要であることを開示している。
移金属をイオン交換して担持せしめたゼオライト触媒（
リーンＮＯｘ触媒）が酸化雰囲気中でＮＯｘを還元でき
ること、およびＮＯｘを還元するには炭化水素（ＨＣ）
の存在が必要であることを開示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、リーンＮＯｘ
触媒のＮＯｘ浄化率は、ＨＣの成分によって影響を受け
る。たとえば１分子中のＣの数が１であったり或いは１
０以上のＨＣはＮＯｘ浄化率にほとんど寄与しない。そ
れにもかかわらず、従来は、内燃機関の排気系にリーン
ＮＯｘ触媒を設けても、触媒へ流入するＨＣの成分は成
行きまかせとされていた。
触媒のＮＯｘ浄化率は、ＨＣの成分によって影響を受け
る。たとえば１分子中のＣの数が１であったり或いは１
０以上のＨＣはＮＯｘ浄化率にほとんど寄与しない。そ
れにもかかわらず、従来は、内燃機関の排気系にリーン
ＮＯｘ触媒を設けても、触媒へ流入するＨＣの成分は成
行きまかせとされていた。
【０００４】本発明は、直噴式２サイクル内燃機関の排
気系にリーンＮＯｘ触媒を装着した場合に、リーンＮＯ
ｘ触媒のＮＯｘ浄化率を高くできるような燃料噴射装置
を提供することを目的とする。
気系にリーンＮＯｘ触媒を装着した場合に、リーンＮＯ
ｘ触媒のＮＯｘ浄化率を高くできるような燃料噴射装置
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明に係
る２サイクル内燃機関の燃料噴射装置が次の手段を具備
することによって達成される。排気系にリーンＮＯｘ触
媒を備え、燃料噴射率が可変とされたエアブラスト弁を
備えた筒内噴射式２サイクル内燃機関、前記内燃機関の
運転状態がＮＯｘの排出量の多い運転領域にあるか否か
を判断する運転状態判断手段、および、前記運転状態判
断手段が、内燃機関運転状態がＮＯｘの排出量の多い運
転領域にあると判断したとき、前記エアブラスト弁の燃
料噴射率を、噴射燃料の筒内での熱分解が促進される噴
射率に変更する燃料噴射率変更手段。
る２サイクル内燃機関の燃料噴射装置が次の手段を具備
することによって達成される。排気系にリーンＮＯｘ触
媒を備え、燃料噴射率が可変とされたエアブラスト弁を
備えた筒内噴射式２サイクル内燃機関、前記内燃機関の
運転状態がＮＯｘの排出量の多い運転領域にあるか否か
を判断する運転状態判断手段、および、前記運転状態判
断手段が、内燃機関運転状態がＮＯｘの排出量の多い運
転領域にあると判断したとき、前記エアブラスト弁の燃
料噴射率を、噴射燃料の筒内での熱分解が促進される噴
射率に変更する燃料噴射率変更手段。
【０００６】
【作用】２サイクル内燃機関では、筒内に、高温でかつ
酸素の少ない排気ガスが多量に残存するので、筒内噴射
された燃料の一部がこの筒内残存排気ガス中に入ると、
一部は完全酸化されるが残りは完全酸化を抑えられて排
気ガスの熱で、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化に有効な
、１分子あたりのＣの数が３〜６程度の中程度の大きさ
のＨＣに熱分解される。この燃料の熱分解は、２サイク
ル直噴式内燃機関の燃料噴射率（一定量の燃料を噴射す
る場合、時間に対する燃料噴射量のパターン）に強く影
響される。たとえば、エアアシスト式燃料噴射弁すなわ
ちエアブラスト弁において、燃料を噴射しその後エアブ
ラストするような噴射（後述のＡ噴射）では、１回の噴
射の初期に噴射率が上がり、大粒な燃料が筒内残存排気
ガス中の奥深くまで貫徹して入り込み、完全酸化を抑え
られて熱分解（クラッキング）を受けるので、多量の、
中程度の大きさのＨＣが生成される。これに対し、燃料
の噴射とエア噴射を同時に行なうような噴射（後述のＢ
噴射）では、燃料の霧化が良く、燃料はクラッキングさ
れるよりむしろ完全燃焼されてＣＯ２ とＨ２ Ｏにな
り、排気中のＨＣが減少する。
酸素の少ない排気ガスが多量に残存するので、筒内噴射
された燃料の一部がこの筒内残存排気ガス中に入ると、
一部は完全酸化されるが残りは完全酸化を抑えられて排
気ガスの熱で、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化に有効な
、１分子あたりのＣの数が３〜６程度の中程度の大きさ
のＨＣに熱分解される。この燃料の熱分解は、２サイク
ル直噴式内燃機関の燃料噴射率（一定量の燃料を噴射す
る場合、時間に対する燃料噴射量のパターン）に強く影
響される。たとえば、エアアシスト式燃料噴射弁すなわ
ちエアブラスト弁において、燃料を噴射しその後エアブ
ラストするような噴射（後述のＡ噴射）では、１回の噴
射の初期に噴射率が上がり、大粒な燃料が筒内残存排気
ガス中の奥深くまで貫徹して入り込み、完全酸化を抑え
られて熱分解（クラッキング）を受けるので、多量の、
中程度の大きさのＨＣが生成される。これに対し、燃料
の噴射とエア噴射を同時に行なうような噴射（後述のＢ
噴射）では、燃料の霧化が良く、燃料はクラッキングさ
れるよりむしろ完全燃焼されてＣＯ２ とＨ２ Ｏにな
り、排気中のＨＣが減少する。
【０００７】通常は、燃費を向上するために、Ｂ噴射の
みを行うように設定されている。しかし、本発明では、
燃料噴射率を可変としてＢ噴射のみでなくＡ噴射を行え
るようにしてある。そして、運転状態判断手段がＮＯｘ
の排出量の多い運転領域と判断したときに、燃料噴射率
変更手段が燃料噴射率をＡ噴射率に変更し、燃焼性を若
干犠牲にして燃料のクラッキングを増やしてＮＯｘ浄化
に有効な大きさのＨＣを十分に生成し、リーンＮＯｘ触
媒のＮＯｘ浄化率を向上させる。
みを行うように設定されている。しかし、本発明では、
燃料噴射率を可変としてＢ噴射のみでなくＡ噴射を行え
るようにしてある。そして、運転状態判断手段がＮＯｘ
の排出量の多い運転領域と判断したときに、燃料噴射率
変更手段が燃料噴射率をＡ噴射率に変更し、燃焼性を若
干犠牲にして燃料のクラッキングを増やしてＮＯｘ浄化
に有効な大きさのＨＣを十分に生成し、リーンＮＯｘ触
媒のＮＯｘ浄化率を向上させる。
【０００８】
【実施例】以下に、本発明にかかる２サイクル内燃機関
の燃料噴射装置の望ましい実施例を、図面を参照して説
明する。図１２において、２は希薄燃焼可能な筒内噴射
式２サイクル内燃機関、４はその吸気系、６は排気系を
示す。内燃機関２は、エアの噴射によって燃料の微粒化
が促進されるエアブラスト弁（エアアシスト式燃料噴射
弁）８を具備している。エアブラスト弁８は電子制御装
置（ＥＣＵ）１０の出力に従って、燃料およびエアの噴
射が制御される。エアブラスト弁８へのアシストエアは
、スロットルバルブ１２より上流より導管１４を介して
エアを供給するようになっている。たとえば、導管１４
の途中にエアポンプ２０、圧力調整器２２、制御弁１６
が設けられ、エアポンプ２０で昇圧したエアを圧力調整
器２２で一定圧に調整し、制御弁１６がＯＮのときにエ
アブラスト弁８にエアを供給するようになっている。 アシストエアの供給、供給停止は、ＥＣＵ１０の出力に
従って制御弁１６をＯＮ−ＯＦＦすることにより行う。
の燃料噴射装置の望ましい実施例を、図面を参照して説
明する。図１２において、２は希薄燃焼可能な筒内噴射
式２サイクル内燃機関、４はその吸気系、６は排気系を
示す。内燃機関２は、エアの噴射によって燃料の微粒化
が促進されるエアブラスト弁（エアアシスト式燃料噴射
弁）８を具備している。エアブラスト弁８は電子制御装
置（ＥＣＵ）１０の出力に従って、燃料およびエアの噴
射が制御される。エアブラスト弁８へのアシストエアは
、スロットルバルブ１２より上流より導管１４を介して
エアを供給するようになっている。たとえば、導管１４
の途中にエアポンプ２０、圧力調整器２２、制御弁１６
が設けられ、エアポンプ２０で昇圧したエアを圧力調整
器２２で一定圧に調整し、制御弁１６がＯＮのときにエ
アブラスト弁８にエアを供給するようになっている。 アシストエアの供給、供給停止は、ＥＣＵ１０の出力に
従って制御弁１６をＯＮ−ＯＦＦすることにより行う。
【０００９】図１３は、エアブラスト弁８の一例を示し
ている。エアブラスト弁８は、燃料噴射部８２と、エア
ブラスト弁開閉部８４とから成る。エアブラスト弁開閉
部８４は、ノズル口８６と、ノズル口８６を開閉するニ
ードル８８と、ニードル８８を常時閉方向に付勢する圧
縮スプリング９０と、ソレノイド９２と、ソレノイド９
２に通電されたときにニードル８８をスプリング９０の
付勢に抗して開方向に移動させる可動コア９４とを有す
る。燃料噴射タイミング、アシストエア噴射タイミング
は、ＥＣＵ１０によって制御される。
ている。エアブラスト弁８は、燃料噴射部８２と、エア
ブラスト弁開閉部８４とから成る。エアブラスト弁開閉
部８４は、ノズル口８６と、ノズル口８６を開閉するニ
ードル８８と、ニードル８８を常時閉方向に付勢する圧
縮スプリング９０と、ソレノイド９２と、ソレノイド９
２に通電されたときにニードル８８をスプリング９０の
付勢に抗して開方向に移動させる可動コア９４とを有す
る。燃料噴射タイミング、アシストエア噴射タイミング
は、ＥＣＵ１０によって制御される。
【００１０】内燃機関２の排気系６には、リーンＮＯｘ
触媒１８が装着されている。リーンＮＯｘ触媒１８は、
酸化雰囲気中（ストイキよりリーン域での燃焼の排気）
、ＨＣ存在下で、排気中のＮＯｘを還元し排気を浄化す
る。リーンＮＯｘ触媒１８のＮＯｘ還元メカニズムは、
ＨＣの部分酸化によって生成される活性種とＮＯｘとの
反応であると推定される。したがって、排気中のＨＣの
量が多い程、またＨＣのＣＯ２ 、Ｈ２ Ｏへの直接酸
化が抑えられて活性種への部分酸化が促進される程、リ
ーンＮＯｘ触媒１８のＮＯｘ浄化率は高くなる。
触媒１８が装着されている。リーンＮＯｘ触媒１８は、
酸化雰囲気中（ストイキよりリーン域での燃焼の排気）
、ＨＣ存在下で、排気中のＮＯｘを還元し排気を浄化す
る。リーンＮＯｘ触媒１８のＮＯｘ還元メカニズムは、
ＨＣの部分酸化によって生成される活性種とＮＯｘとの
反応であると推定される。したがって、排気中のＨＣの
量が多い程、またＨＣのＣＯ２ 、Ｈ２ Ｏへの直接酸
化が抑えられて活性種への部分酸化が促進される程、リ
ーンＮＯｘ触媒１８のＮＯｘ浄化率は高くなる。
【００１１】ＨＣ量は、本発明では、特別なＨＣ供給装
置を設けることなく、エアブラスト弁８の燃料噴射率を
制御することによって、制御する（図１−８の制御）。 燃料噴射の後にアシストエアを噴射する噴射率（図５の
Ａ噴射率）とすると、燃料の微粒化が悪くなって貫徹力
が増して筒内に残存している排気ガスの中に入り、排気
ガスの高温で中程度の大きさのＨＣに熱分解され、未燃
ＨＣが増えて排気中のＨＣ量が増える。また、燃料噴射
とエア噴射を同時に行う噴射率（図６のＢ噴射）とする
と、微粒化が促進され排気中のＨＣ量が低下する。ただ
し、Ａ噴射は、燃焼性、燃費、ＨＣエミッション等を悪
化させるので、リーンＮＯｘ触媒１８のＮＯｘ還元上Ｈ
Ｃが不足する機関運転状態のときにのみ行うように制御
する。この燃料噴射率制御は、ＥＣＵ１０によって、エ
アブラスト弁８を制御することにより行う。
置を設けることなく、エアブラスト弁８の燃料噴射率を
制御することによって、制御する（図１−８の制御）。 燃料噴射の後にアシストエアを噴射する噴射率（図５の
Ａ噴射率）とすると、燃料の微粒化が悪くなって貫徹力
が増して筒内に残存している排気ガスの中に入り、排気
ガスの高温で中程度の大きさのＨＣに熱分解され、未燃
ＨＣが増えて排気中のＨＣ量が増える。また、燃料噴射
とエア噴射を同時に行う噴射率（図６のＢ噴射）とする
と、微粒化が促進され排気中のＨＣ量が低下する。ただ
し、Ａ噴射は、燃焼性、燃費、ＨＣエミッション等を悪
化させるので、リーンＮＯｘ触媒１８のＮＯｘ還元上Ｈ
Ｃが不足する機関運転状態のときにのみ行うように制御
する。この燃料噴射率制御は、ＥＣＵ１０によって、エ
アブラスト弁８を制御することにより行う。
【００１２】ＥＣＵ１０は、マイクロコンピュータから
なり、図１４に示すように、入力ポート６２および出力
ポート６４からなる入出力部、リードオンリメモリ（Ｒ
ＯＭ）６６およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６
８からなる記憶部、セントラルプロセッサユニット（Ｃ
ＰＵ）７０の演算部を有し、これらは双方向性バス７２
によって互いに接続されている。エアフローメータ２４
、吸気圧センサ２６、スロットル開度センサ２８からの
アナログ信号は、アナログ／ディジタル変換器７４ａ、
７４ｂ、７４ｃでアナログ／ディジタル信号に変換され
て入力ポート６２に入力され、クランク軸に連動される
ディストリビュータに内蔵されたクランク角センサ３０
、クランク角基準センサ３２からのディジタル信号はそ
のまま入力ポート６２に入力される。出力ポート６４に
は、制御弁駆動用の駆動回路７６ａ、エアブラスト弁８
の燃料噴射部８２用の駆動回路７６ｂ、エアブラスト弁
８の開閉部８４用の駆動回路７６ｃが接続されている。 上記において、各センサ２４、２６、２８、３０、３２
のうち少なくとも一つは、機関回転速度、機関負荷等の
内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段を構成
する。
なり、図１４に示すように、入力ポート６２および出力
ポート６４からなる入出力部、リードオンリメモリ（Ｒ
ＯＭ）６６およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６
８からなる記憶部、セントラルプロセッサユニット（Ｃ
ＰＵ）７０の演算部を有し、これらは双方向性バス７２
によって互いに接続されている。エアフローメータ２４
、吸気圧センサ２６、スロットル開度センサ２８からの
アナログ信号は、アナログ／ディジタル変換器７４ａ、
７４ｂ、７４ｃでアナログ／ディジタル信号に変換され
て入力ポート６２に入力され、クランク軸に連動される
ディストリビュータに内蔵されたクランク角センサ３０
、クランク角基準センサ３２からのディジタル信号はそ
のまま入力ポート６２に入力される。出力ポート６４に
は、制御弁駆動用の駆動回路７６ａ、エアブラスト弁８
の燃料噴射部８２用の駆動回路７６ｂ、エアブラスト弁
８の開閉部８４用の駆動回路７６ｃが接続されている。 上記において、各センサ２４、２６、２８、３０、３２
のうち少なくとも一つは、機関回転速度、機関負荷等の
内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段を構成
する。
【００１３】ＥＣＵ１０は、図９−１１のプログラム手
段、マップ手段をＲＯＭ６６に記憶しており、これらは
ＣＰＵ７０に読出されて以下の演算が実行される。図１
０はエアブラスト弁８の作動タイミングを演算するメイ
ンルーチンを示す。このルーチンは一定時間毎の割込み
によって実行される。
段、マップ手段をＲＯＭ６６に記憶しており、これらは
ＣＰＵ７０に読出されて以下の演算が実行される。図１
０はエアブラスト弁８の作動タイミングを演算するメイ
ンルーチンを示す。このルーチンは一定時間毎の割込み
によって実行される。
【００１４】図１０において、まずステップ３０２にお
いて吸入空気量Ｑ（エアフローメータ２４の出力）、機
関回転速度ＮＥ（クランク角センサ３０の出力より演算
）、およびスロットル弁開閉速度△ＴＡ（スロットル開
度センサ２８の出力より演算）が読込まれる。ここで、
スロットル弁開閉速度△ＴＡは単位時間当りのスロット
ル弁１２の開度変化であり、開弁方向に変化するときに
△ＴＡは正の値をとる。次いでステップ３０４では、燃
料噴射部８２の開弁時間（燃料供給時間）ＴＡＵＦが、
ＴＡＵＦ＝ＫＱ／Ｎ（ただし、Ｑ／Ｎは１回転当りの吸
入空気量）により演算される。ここで、Ｋは各種の補正
を含む係数である。次いで、ステップ３０６において、
燃費供給時間ＴＡＵＦがクランク角に換算され、燃料供
給クランク角θｆ が求められる。次いでステップ３０
８では、スロットル弁開閉速度△ＴＡに基づいて図１１
のマップよりノズル口８６開弁時間、すなわちエア噴射
時間ＴＡＵＡが計算される。△ＴＡとＴＡＵの関係は、
たとえば図１１に示すように、△ＴＡが予め定められた
スロットル弁開閉速度△ＴＡＰ（△ＴＡＰ＞０）以下の
ときにはＴＡＵＡは一定であり、△ＴＡＰを超えるとき
、すなわち加速運転時には、ＴＡＵＡは△ＴＡの増大に
応じてほぼ直線的に増大する。
いて吸入空気量Ｑ（エアフローメータ２４の出力）、機
関回転速度ＮＥ（クランク角センサ３０の出力より演算
）、およびスロットル弁開閉速度△ＴＡ（スロットル開
度センサ２８の出力より演算）が読込まれる。ここで、
スロットル弁開閉速度△ＴＡは単位時間当りのスロット
ル弁１２の開度変化であり、開弁方向に変化するときに
△ＴＡは正の値をとる。次いでステップ３０４では、燃
料噴射部８２の開弁時間（燃料供給時間）ＴＡＵＦが、
ＴＡＵＦ＝ＫＱ／Ｎ（ただし、Ｑ／Ｎは１回転当りの吸
入空気量）により演算される。ここで、Ｋは各種の補正
を含む係数である。次いで、ステップ３０６において、
燃費供給時間ＴＡＵＦがクランク角に換算され、燃料供
給クランク角θｆ が求められる。次いでステップ３０
８では、スロットル弁開閉速度△ＴＡに基づいて図１１
のマップよりノズル口８６開弁時間、すなわちエア噴射
時間ＴＡＵＡが計算される。△ＴＡとＴＡＵの関係は、
たとえば図１１に示すように、△ＴＡが予め定められた
スロットル弁開閉速度△ＴＡＰ（△ＴＡＰ＞０）以下の
ときにはＴＡＵＡは一定であり、△ＴＡＰを超えるとき
、すなわち加速運転時には、ＴＡＵＡは△ＴＡの増大に
応じてほぼ直線的に増大する。
【００１５】図１０にて、ステップ３１０において、エ
ア噴射時間ＴＡＵＡがクランク角に換算され、エア噴射
クランク角θａ が求められる。次いでステップ３１２
では、燃料供給開始クランク角θ１ が次式により計算
される。 θ１ ＝θ２ −θｆ ここでθ２ は燃料供給停止角であり、Ａ噴射、Ｂ噴射
に対してそれぞれ予め定められた一定のクランク角であ
る（図７、図８参照）。ステップ３１４では、ノズル口
８６開弁クランク角θ３ が次式により計算される。 θ３ ＝θ４ −θａ ここでθ４ はノズル口８６閉弁クランク角であり、Ａ
噴射、Ｂ噴射に対してそれぞれ予め定められた一定のク
ランク角である（図７、図８参照）。
ア噴射時間ＴＡＵＡがクランク角に換算され、エア噴射
クランク角θａ が求められる。次いでステップ３１２
では、燃料供給開始クランク角θ１ が次式により計算
される。 θ１ ＝θ２ −θｆ ここでθ２ は燃料供給停止角であり、Ａ噴射、Ｂ噴射
に対してそれぞれ予め定められた一定のクランク角であ
る（図７、図８参照）。ステップ３１４では、ノズル口
８６開弁クランク角θ３ が次式により計算される。 θ３ ＝θ４ −θａ ここでθ４ はノズル口８６閉弁クランク角であり、Ａ
噴射、Ｂ噴射に対してそれぞれ予め定められた一定のク
ランク角である（図７、図８参照）。
【００１６】図９には、エアブラスト弁８の開閉部８４
の作動を制御するためのルーチンを示す。このルーチン
は、図１０のルーチンの後に、一定クランク角毎（クラ
ンク角基準位置センサ３２よりの出力にてカウント）の
割込みによって実行される。まずステップ２０２では、
機関のクランク角θが燃料供給開始クランク角θ１ と
なったか否かが判定され、θ＝θ１ となるとステップ
２０４へ進み、燃料噴射部８２が開弁される。次いでス
テップ２０６では、θが燃料供給停止クランク角θ２
となったか否かが判定され、θ＝θ２ となると、ステ
ップ２０８へ進み、燃料噴射部８２が閉弁される。次い
でステップ２１０では、クランク角θがノズル口８６の
開弁クランク角θ３ となったか否かが判定され、θ＝
θ３ となるとステップ２１２に進み、ノズル口８６を
開弁して燃料および圧縮空気の噴射を行う。次にステッ
プ２１４では、θがノズル口８６の閉弁クランク角θ４
となったか否かが判定され、θ＝θ４ となると、ス
テップ２１６へ進み、ノズル口８６を閉弁し、このルー
チンを終了する。
の作動を制御するためのルーチンを示す。このルーチン
は、図１０のルーチンの後に、一定クランク角毎（クラ
ンク角基準位置センサ３２よりの出力にてカウント）の
割込みによって実行される。まずステップ２０２では、
機関のクランク角θが燃料供給開始クランク角θ１ と
なったか否かが判定され、θ＝θ１ となるとステップ
２０４へ進み、燃料噴射部８２が開弁される。次いでス
テップ２０６では、θが燃料供給停止クランク角θ２
となったか否かが判定され、θ＝θ２ となると、ステ
ップ２０８へ進み、燃料噴射部８２が閉弁される。次い
でステップ２１０では、クランク角θがノズル口８６の
開弁クランク角θ３ となったか否かが判定され、θ＝
θ３ となるとステップ２１２に進み、ノズル口８６を
開弁して燃料および圧縮空気の噴射を行う。次にステッ
プ２１４では、θがノズル口８６の閉弁クランク角θ４
となったか否かが判定され、θ＝θ４ となると、ス
テップ２１６へ進み、ノズル口８６を閉弁し、このルー
チンを終了する。
【００１７】図１０、図９のルーチンの前に、図１のル
ーチンが実行され、現在の運転状態に応じた燃料噴射率
が選択され、その選択された燃料噴射率の燃料噴射終了
時期θ２ 、エア噴射終了時期θ４ が設定される。図
１のルーチンは一定クランク角毎に割込まれる。まず、
ステップ１０２にて、機関運転条件、たとえば、機関回
転速度ＮＥ、機関負荷Ｑ／Ｎ（１回転あたりの吸入空気
量と相関）を読込む。ついでステップ１０４にて、現在
の機関運転状態がＮＯｘの排出量が多い運転領域か否か
、すなわち図５のようなＡ噴射を行う噴射率とすべき領
域か否かを、図２に示すようなＱ／Ｎ対ＮＥマップに基
づいて判断する。すなわち、ステップ１０２で読込まれ
たＮＥ、Ｑ／Ｎを図２の横軸、縦軸上にそれぞれとり、
その交点が図２の斜線領域に入っているかどうかで判断
する。ここで、ステップ１０４は運転状態判断手段を構
成する。
ーチンが実行され、現在の運転状態に応じた燃料噴射率
が選択され、その選択された燃料噴射率の燃料噴射終了
時期θ２ 、エア噴射終了時期θ４ が設定される。図
１のルーチンは一定クランク角毎に割込まれる。まず、
ステップ１０２にて、機関運転条件、たとえば、機関回
転速度ＮＥ、機関負荷Ｑ／Ｎ（１回転あたりの吸入空気
量と相関）を読込む。ついでステップ１０４にて、現在
の機関運転状態がＮＯｘの排出量が多い運転領域か否か
、すなわち図５のようなＡ噴射を行う噴射率とすべき領
域か否かを、図２に示すようなＱ／Ｎ対ＮＥマップに基
づいて判断する。すなわち、ステップ１０２で読込まれ
たＮＥ、Ｑ／Ｎを図２の横軸、縦軸上にそれぞれとり、
その交点が図２の斜線領域に入っているかどうかで判断
する。ここで、ステップ１０４は運転状態判断手段を構
成する。
【００１８】ステップ１０４で現在の機関運転状態がＮ
Ｏｘの排出量の多い運転領域にある、すなわちＡ噴射を
実行すべき領域にあると判定されると、ステップ１０８
に進む。ステップ１０８では、図３のＥＯＩｆ （燃料
噴射終了時間、エンドオブインジェクション、フューエ
ル）、ＥＯＩａ （エア噴射終了時間、エンドオブイン
ジェクション、エア）対機関回転速度ＮＥマップから、
現在の機関回転速度ＮＥに対する燃料噴射終了時間θ２
、エア噴射終了時間θ４ を読取り、これらの値をＲ
ＡＭにセットする。Ａ噴射では、θ２ はθ４ より大
きく進角され、図５、図７に示すように、燃料噴射期間
とエア噴射期間は重ならない。したがって、図１０、図
９のルーチンで噴射が実行されると、図１３において燃
料噴射部８２から噴射された燃料はニードル８８近傍で
滞留し、ノズル口８６が開かれたときに塊りになって、
筒内にエア噴射により噴出される。したがって、燃料噴
射率は図５に示す如く、噴射の初期に多量にかたまって
出る噴射パターンを示す。この噴射燃料は微粒化されて
いないので貫徹力があり、気筒端の残存排気ガス中に入
り込み、排気ガス中には酸素が少ないため完全燃焼され
にくく、排気ガスの高温で熱分解され、多量のＨＣを生
成する。上記で、ステップ１０８は、燃料噴射率変更手
段を構成する。
Ｏｘの排出量の多い運転領域にある、すなわちＡ噴射を
実行すべき領域にあると判定されると、ステップ１０８
に進む。ステップ１０８では、図３のＥＯＩｆ （燃料
噴射終了時間、エンドオブインジェクション、フューエ
ル）、ＥＯＩａ （エア噴射終了時間、エンドオブイン
ジェクション、エア）対機関回転速度ＮＥマップから、
現在の機関回転速度ＮＥに対する燃料噴射終了時間θ２
、エア噴射終了時間θ４ を読取り、これらの値をＲ
ＡＭにセットする。Ａ噴射では、θ２ はθ４ より大
きく進角され、図５、図７に示すように、燃料噴射期間
とエア噴射期間は重ならない。したがって、図１０、図
９のルーチンで噴射が実行されると、図１３において燃
料噴射部８２から噴射された燃料はニードル８８近傍で
滞留し、ノズル口８６が開かれたときに塊りになって、
筒内にエア噴射により噴出される。したがって、燃料噴
射率は図５に示す如く、噴射の初期に多量にかたまって
出る噴射パターンを示す。この噴射燃料は微粒化されて
いないので貫徹力があり、気筒端の残存排気ガス中に入
り込み、排気ガス中には酸素が少ないため完全燃焼され
にくく、排気ガスの高温で熱分解され、多量のＨＣを生
成する。上記で、ステップ１０８は、燃料噴射率変更手
段を構成する。
【００１９】ステップ１０４で、現在の機関運転状態が
多量のＮＯｘを排出する領域でない、すなわち、Ｂ噴射
を実行すべき領域（図２の斜線域以外の領域）であると
、図２のマップから判定されると、ステップ１０６に進
む。ステップ１０６では、図４のＥＯＩｆ 、ＥＯＩａ
対ＮＥマップから、現在の機関回転速度ＮＥに対する
燃料噴射終了時間θ２ 、エア噴射終了時間θ４ を読
取り、これらの値をＲＡＭにセットする。Ｂ噴射ではθ
２ のθ４ に対する進角量は小さく、図６、図８に示
すように、燃料噴射期間とエア噴射期間が重なる。した
がって、図１０、図９のルーチンで噴射が実行されると
、燃料噴射率は図６に示すように、燃料噴射期間全域に
わたって平均化する。このような燃料噴射では、燃料の
微粒化が促進され、燃料は筒内で良好に燃焼されるので
、排気中の未燃ＨＣは少なくなる。しかし、ＮＯｘの排
出量は少ない領域であるから、ＮＯｘ浄化上問題を生じ
ることはない。Ｂ噴射においては、良好な燃焼、良好な
燃費が得られる。
多量のＮＯｘを排出する領域でない、すなわち、Ｂ噴射
を実行すべき領域（図２の斜線域以外の領域）であると
、図２のマップから判定されると、ステップ１０６に進
む。ステップ１０６では、図４のＥＯＩｆ 、ＥＯＩａ
対ＮＥマップから、現在の機関回転速度ＮＥに対する
燃料噴射終了時間θ２ 、エア噴射終了時間θ４ を読
取り、これらの値をＲＡＭにセットする。Ｂ噴射ではθ
２ のθ４ に対する進角量は小さく、図６、図８に示
すように、燃料噴射期間とエア噴射期間が重なる。した
がって、図１０、図９のルーチンで噴射が実行されると
、燃料噴射率は図６に示すように、燃料噴射期間全域に
わたって平均化する。このような燃料噴射では、燃料の
微粒化が促進され、燃料は筒内で良好に燃焼されるので
、排気中の未燃ＨＣは少なくなる。しかし、ＮＯｘの排
出量は少ない領域であるから、ＮＯｘ浄化上問題を生じ
ることはない。Ｂ噴射においては、良好な燃焼、良好な
燃費が得られる。
【００２０】本発明の作用については、上記の図１、図
１０、図９のルーチン通りに燃料、エア噴射が実行され
るので、図１、１０、９の説明に準じる。要約すれば、
ＮＯｘの排出量の多くない領域では、２サイクルエンジ
ン特有の吹抜けによるＨＣ量で、リーンＮＯｘ触媒１８
はＮＯｘを十分に還元、浄化する。しかし、ステップ１
０４の運転状態判断手段がＮＯｘの排出量の多い領域と
判断したときには、ＨＣが不足するから、ステップ１０
８の燃料噴射率変更手段が燃料噴射率をＡ噴射を実行す
る噴射率に変更し、この変更された噴射率に従って図１
０、図９のルーチンで燃料噴射、エア噴射を実行する。 このＡ噴射においては、２サイクルエンジン特有の、排
気ガスが筒内に残存するという現象を利用して、この筒
内残存排気ガス中に燃料を貫徹力を増して侵入させ、排
気ガスの熱を利用して燃料の大きいＨＣを中程度の大き
さのＨＣにクラッキングする。中程度の大きさのＨＣは
、リーンＮＯｘ触媒１８のＮＯｘ浄化率を上げるのに有
効であるから、クラッキングされたＨＣがリーンＮＯｘ
触媒１８に流れてきたときに、リーンＮＯｘ触媒に効果
的にＮＯｘを浄化させる。Ａ噴射はＢ噴射に比べて燃焼
性は若干悪くなるが、ＮＯｘの排出が多い時には、燃焼
性を若干犠牲にしてＮＯｘ浄化率を上げ、大気に排出さ
れるガス中のＮＯｘ量を問題ない量以下に低減させる。
１０、図９のルーチン通りに燃料、エア噴射が実行され
るので、図１、１０、９の説明に準じる。要約すれば、
ＮＯｘの排出量の多くない領域では、２サイクルエンジ
ン特有の吹抜けによるＨＣ量で、リーンＮＯｘ触媒１８
はＮＯｘを十分に還元、浄化する。しかし、ステップ１
０４の運転状態判断手段がＮＯｘの排出量の多い領域と
判断したときには、ＨＣが不足するから、ステップ１０
８の燃料噴射率変更手段が燃料噴射率をＡ噴射を実行す
る噴射率に変更し、この変更された噴射率に従って図１
０、図９のルーチンで燃料噴射、エア噴射を実行する。 このＡ噴射においては、２サイクルエンジン特有の、排
気ガスが筒内に残存するという現象を利用して、この筒
内残存排気ガス中に燃料を貫徹力を増して侵入させ、排
気ガスの熱を利用して燃料の大きいＨＣを中程度の大き
さのＨＣにクラッキングする。中程度の大きさのＨＣは
、リーンＮＯｘ触媒１８のＮＯｘ浄化率を上げるのに有
効であるから、クラッキングされたＨＣがリーンＮＯｘ
触媒１８に流れてきたときに、リーンＮＯｘ触媒に効果
的にＮＯｘを浄化させる。Ａ噴射はＢ噴射に比べて燃焼
性は若干悪くなるが、ＮＯｘの排出が多い時には、燃焼
性を若干犠牲にしてＮＯｘ浄化率を上げ、大気に排出さ
れるガス中のＮＯｘ量を問題ない量以下に低減させる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば運転状態判断手段１０４
がＮＯｘ排出量の多い運転領域と判定したとき、燃料噴
射率変更手段１０８が燃料噴射率を、噴射燃料の筒内で
の熱分解が促進される噴射率（Ａ噴射の噴射率）に変更
するので、多量の中程度の大きさのＨＣが生成され、リ
ーンＮＯｘ触媒１８のＮＯｘ浄化率が向上してＮＯｘ排
出量が低減される。
がＮＯｘ排出量の多い運転領域と判定したとき、燃料噴
射率変更手段１０８が燃料噴射率を、噴射燃料の筒内で
の熱分解が促進される噴射率（Ａ噴射の噴射率）に変更
するので、多量の中程度の大きさのＨＣが生成され、リ
ーンＮＯｘ触媒１８のＮＯｘ浄化率が向上してＮＯｘ排
出量が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関の排気浄化装
置の燃料噴射率制御ルーチンのフローチャートである。
置の燃料噴射率制御ルーチンのフローチャートである。
【図２】図１のフローチャートの演算で用いられる機関
負荷Ｑ／Ｎ対機関回転速度ＮＥマップである。
負荷Ｑ／Ｎ対機関回転速度ＮＥマップである。
【図３】図１のフローチャートの演算で用いられる、Ａ
噴射の場合の燃料、エア噴射終了時期ＥＯＩｆ 、ＥＯ
Ｉａ 対機関回転速度ＮＥマップである。
噴射の場合の燃料、エア噴射終了時期ＥＯＩｆ 、ＥＯ
Ｉａ 対機関回転速度ＮＥマップである。
【図４】図１のフローチャートの演算で用いられる、Ｂ
噴射の場合のＥＯＩｆ 、ＥＯＩａ 対ＮＥマップであ
る。
噴射の場合のＥＯＩｆ 、ＥＯＩａ 対ＮＥマップであ
る。
【図５】Ａ噴射の場合のエア、燃料噴射タイミング図お
よび噴射率図である。
よび噴射率図である。
【図６】Ｂ噴射の場合のエア、燃料噴射タイミング図お
よび噴射率図である。
よび噴射率図である。
【図７】Ａ噴射の場合の燃料噴射、エア噴射の期間をク
ランク角で示したタイミング図である。
ランク角で示したタイミング図である。
【図８】Ｂ噴射の場合の燃料噴射、エア噴射の期間をク
ランク角で示したタイミング図である。
ランク角で示したタイミング図である。
【図９】燃料噴射、エア噴射の作動制御ルーチンのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図１０】エア噴射の作動時間の演算ルーチンのフロー
チャートである。
チャートである。
【図１１】図１０のフローチャートの演算で用いられる
アクセル開閉速度△ＴＡからエア噴射量ＴＡＵを求める
ためのマップである。
アクセル開閉速度△ＴＡからエア噴射量ＴＡＵを求める
ためのマップである。
【図１２】本発明の一実施例に係る内燃機関の排気浄化
装置の系統図である。
装置の系統図である。
【図１３】図１２のうちエアブラスト弁の一部断面図で
ある。
ある。
【図１４】図１２のうちＥＣＵの構成を示すブロック図
である。
である。
２ 内燃機関
６ 排気系
８ エアブラスト弁
１０ ＥＣＵ
１２ スロットルバルブ
１６ 制御弁
１８ リーンＮＯｘ触媒
２０ エアポンプ
２４ エアフローメータ
２６ 吸気圧センサ
２８ スロットル開度センサ
３０ クランク角センサ
３２ クランク角基準位置センサ
８２ 燃料噴射部
１０４ 運転状態判断手段
１０８ 燃料噴射率変更手段
Claims (1)
- 【請求項１】 排気系にリーンＮＯｘ触媒を備え、燃
料噴射率が可変とされたエアブラスト弁を備えた筒内噴
射式２サイクル内燃機関と、前記内燃機関の運転状態が
ＮＯｘの排出量の多い運転領域にあるか否かを判断する
運転状態判断手段と、前記運転状態判断手段が、内燃機
関運転状態がＮＯｘの排出量の多い運転領域にあると判
断したとき、前記エアブラスト弁の燃料噴射率を、噴射
燃料の筒内での熱分解が促進される噴射率に変更する燃
料噴射率変更手段と、から成る２サイクル内燃機関の燃
料噴射装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4069391A JPH04259643A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | ２サイクル内燃機関の燃料噴射装置 |
| US07/738,194 US5174111A (en) | 1991-01-31 | 1991-07-30 | Exhaust gas purification system for an internal combustion engine |
| EP91307021A EP0497034B1 (en) | 1991-01-31 | 1991-07-31 | Exhaust gas purification system for an internal combustion engine |
| DE69102131T DE69102131T2 (de) | 1991-01-31 | 1991-07-31 | Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4069391A JPH04259643A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | ２サイクル内燃機関の燃料噴射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04259643A true JPH04259643A (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=12587640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4069391A Pending JPH04259643A (ja) | 1991-01-31 | 1991-02-14 | ２サイクル内燃機関の燃料噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04259643A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9404406B2 (en) | 1995-12-06 | 2016-08-02 | Umicore Shokubai Japan Co., Ltd. | Catalyst for use in a process for purifying exhaust gas from gasoline engines of a fuel-direct-injection type |
-
1991
- 1991-02-14 JP JP4069391A patent/JPH04259643A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9404406B2 (en) | 1995-12-06 | 2016-08-02 | Umicore Shokubai Japan Co., Ltd. | Catalyst for use in a process for purifying exhaust gas from gasoline engines of a fuel-direct-injection type |
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