JPH04339131A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃料噴射制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関では最小噴射量から最大噴射量
までの噴射範囲が極めて広く、従って燃料噴射弁に要求
されるダイナミックレンジ（最大噴射量／最小噴射量）
が極めて大きい。しかしながら実際問題として一つの燃
料噴射弁でもって小さな噴射量から大きな噴射量まで正
確な量の燃料を噴射せしめるのは困難となる場合がある
。即ち、燃料噴射弁に要求されるダイナミックレンジに
は限度があり、ダイナミックレンジを大きくすることは
困難となる場合がある。そこで個々の燃料噴射弁のダイ
ナミックレンジに限度があったとしても全体として大き
なダイナミックレンジを確保するために第１の燃料噴射
弁と第２の燃料噴射弁とを具備し、要求噴射量が予め定
められた設定量以下のときには第１燃料噴射弁のみから
燃料を噴射し、要求噴射量が設定量以上のときには第１
燃料噴射弁および第２燃料噴射弁の双方から燃料を噴射
するようにした燃料噴射制御装置が公知である（特公昭
６１−５５４３号公報参照）。

【０００３】このように要求噴射量が少ないときには１
本の燃料噴射弁から燃料を噴射し、要求噴射量が多いと
きには２本の燃料噴射弁から燃料を噴射することによっ
て各燃料噴射弁のダイナミックレンジが小さくても全体
として大きなダイナミックを得ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで全体として最
も大きなダイナミックレンジを確保するためには第１燃
料噴射弁のダイナミックレンジにより定まる最大噴射量
まで第１燃料噴射弁のみから燃料を噴射し、次いで第１
燃料噴射弁のダイナミックレンジにより定まる最大噴射
量まで第１燃料噴射弁から燃料を噴射すると共に第２燃
料噴射弁からも燃料を噴射すればよいことになる。即ち
、要求噴射量が設定量以下のときの第１燃料噴射弁のダ
イナミックレンジと要求噴射量が設定量以上のときの第
１燃料噴射弁のダイナミックレンジとを等しくすればよ
いことになる。しかしながら上述の燃料噴射制御装置で
は要求噴射量が設定量以下のときの第１燃料噴射弁のダ
イナミックレンジと要求噴射量が設定量以上のときの第
１燃料噴射弁のダイナミックレンジが異なるために全体
としてのダイナミックレンジを十分に大きくすることが
できないという問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、第１の燃料噴射弁と第２の燃料噴
射弁とを具備し、要求噴射量が予め定められた設定量以
下のときには第１燃料噴射弁のみから燃料を噴射し、要
求噴射量が設定量以上のときには第１燃料噴射弁および
第２燃料噴射弁の双方から燃料を噴射するようにした燃
料噴射制御装置において、要求噴射量が設定量以上のと
きの第１燃料噴射弁からの最小噴射量を要求噴射量が設
定量以下のときの第１燃料噴射弁からの最小噴射量と等
しくすると共に要求噴射量が設定量以上のときの第１燃
料噴射弁からの最大噴射量を要求噴射量が設定量以下の
ときの第１燃料噴射弁からの最大噴射量と等しくしてい
る。

【０００６】

【作用】要求噴射量が設定量以上のときの第１燃料噴射
弁のダイナミックレンジと要求噴射量が設定量以下のと
きの第１燃料噴射弁のダイナミックレンジとが等しくな
る。

【０００７】

【実施例】図１は全体として最もダイナミックレンジを
大きくすることのできる第１燃料噴射弁からの噴射量Ｑ
１　および第２燃料噴射弁からの噴射量Ｑ２　と要求噴
射量との関係を示している。なお、図１においてハッチ
ング領域Ｉは第１燃料噴射弁から燃料が噴射される領域
を示しており、ハッチング領域ＩＩは第２燃料噴射弁か
ら燃料が噴射される領域を示している。図１に示される
ように要求噴射量が最小噴射量ＭＩＮ　から予め定めら
れている設定量Ｐまでは第１燃料噴射弁のみから燃料が
噴射され、このとき第１燃料噴射弁から噴射される燃料
量Ｑ１　は要求噴射量に一致する。一方、要求噴射量が
設定量Ｐから最大噴射量ＭＡＸ　までは第１燃料噴射弁
および第２燃料噴射弁の双方から燃料が噴射され、この
とき第１燃料噴射弁から噴射される燃料量Ｑ１　と第２
燃料噴射弁から噴射される燃料量Ｑ２　との和は要求噴
射量に一致する。

【０００８】次に領域Ｉおよび領域ＩＩについて説明す
る。直線ｏ−ａは横軸および縦軸に対して４５度をなし
て延びており、領域Ｉと領域ＩＩは直線ｏ−ｂによって
分割されている。直線ｂ−ｃは横軸に平行であり、ｃか
らの垂線と直線ｏ−ｂとの交点をｄ、横軸に平行にｄか
ら延びる直線と直線ｏ−ａとの交点をｅとする。このよ
うにすると要求噴射量が設定量Ｐ以上のときの第１燃料
噴射弁の最小噴射量（ｄ，Ｐ間）は要求噴射量が設定量
Ｐ以下のときの第１燃料噴射弁の最小噴射量（ｅ，ＭＩ
Ｎ　間）と等しくなり、要求噴射量が設定量Ｐ以上のと
きの第１燃料噴射弁の最大噴射量（ｂ，ＭＡＸ　間）は
要求噴射量が設定量Ｐ以下のときの第１燃料噴射弁の最
大噴射量（ｃ，Ｐ間）と等しくなる。従って要求噴射量
が設定量Ｐ以下のときの第１燃料噴射弁のダイナミック
レンジ（ｃ−Ｐ間／ｅ−ＭＩＮ　間）は要求噴射量が設
定量Ｐ以上のときの第１燃料噴射弁のダイナミックレン
ジ（ｂ−ＭＡＸ　間／ｄ−Ｐ間）と等しくなる。

【０００９】従って要求噴射量が設定量Ｐ以下のときの
最小噴射量および最大噴射量を第１燃料噴射弁のダイナ
ミックレンジが最大となるようにしておけば要求噴射量
が設定量Ｐ以上のときの第１燃料噴射弁のダイナミック
レンジも最大となり、斯くして全体として最大のダイナ
ミックレンジをとれることになる。

【００１０】また、図１からわかるように要求噴射量が
設定量Ｐ以上のときの第２燃料噴射弁のダイナミックレ
ンジ（ａ，ｂ間／ｃ，ｄ間）も第１燃料噴射弁のダイナ
ミックレンジと等しくなっている。図１に示す例では第
１燃料噴射弁からの噴射量Ｑ１　と第２燃料噴射弁から
の噴射量Ｑ２　とは異なるが第２燃料噴射弁のとりうる
最大ダイナミックレンジも第１燃料噴射弁がとりうる最
大ダイナミックレンジとほぼ同じであり、従って図１に
示すように領域Ｉと領域ＩＩを分けることによって両燃
料噴射弁を含めた全体として最大のダイナミックレンジ
を得ることができる。

【００１１】図１に示す例では要求噴射量が設定量Ｐ以
上のときに第２燃料噴射弁からの噴射量Ｑ２　の方が第
１燃料噴射弁からの噴射量Ｑ１　よりも多くなっている
。しかしながらこれら噴射量Ｑ２　と噴射量Ｑ１　との
比は必要に応じて任意に定めることができ、例えばａ，
ｂ間とｂ，ＭＡＸ　間を等しくすれば噴射量Ｑ２　と噴
射量Ｑ１　とは等しくなる。ただし、この場合には設定
量Ｐが最大噴射量ＭＡＸ　側に移動する。

【００１２】次に図１に示す燃料噴射方法を２サイクル
機関に適用した場合について説明する。この場合、図１
に示す噴射量Ｑ１　，Ｑ２　が用いられる。図２および
図４を参照すると、１はシリンダブロック、２はシリン
ダブロック１内で往復動するピストン、３はシリンダブ
ロック１上に固定されたシリンダヘッド、４はシリンダ
ヘッド３の内壁面３ａとピストン２の頂面間に形成され
た燃焼室を夫々示す。シリンダヘッド内壁面３ａ上には
凹溝５が形成され、この凹溝５の底壁面をなすシリンダ
ヘッド内壁面部分３ｂ上に一対の給気弁６が配置される
。一方、凹溝５を除くシリンダヘッド内壁面部分３ｃは
傾斜したほぼ平坦をなし、このシリンダヘッド内壁面部
分３ｃ上に一対の排気弁７が配置される。シリンダヘッ
ド内壁面部分３ｂとシリンダヘッド内壁面部分３ｃは凹
溝５の周壁８を介して互いに接続されている。

【００１３】凹溝５の周壁８は給気弁６の周縁部に極め
て近接配置されかつ給気弁６の周縁部に沿って円弧状に
延びる一対のマスク壁８ａと、給気弁６間に位置する新
気ガイド壁８ｂと、シリンダヘッド内壁面３ａの周壁と
給気弁６間に位置する一対の新気ガイド壁８ｃとにより
構成される。各マスク壁８ａは最大リフト位置にある給
気弁６よりも下方まで燃焼室４に向けて延びており、従
って排気弁７側に位置する給気弁６周縁部と弁座９間の
開口は給気弁６の開弁期間全体に亙ってマスク壁８ａに
より閉鎖されることになる。また、各新気ガイド壁８ｂ
，８ｃはほぼ同一平面内に位置しており、更にこれらの
新気ガイド壁８ｂ，８ｃは両給気弁６の中心を結ぶ線に
対してほぼ平行に延びている。点火栓１０はシリンダヘ
ッド内壁面３ａの中心に位置するようにシリンダヘッド
内壁面部分３ｃ上に配置されている。一方、排気弁７に
対しては排気弁７と弁座１１間の開口を覆うマスク壁が
設けられておらず、従って排気弁７が開弁すると排気弁
７と弁座１１間に形成される開口はその全体が燃焼室４
内に開口することになる。

【００１４】シリンダヘッド３内には給気弁６に対して
給気ポート１２が形成され、排気弁７に対して排気ポー
ト１３が形成される。一方、各給気弁６近傍のシリンダ
ヘッド内壁面３ａの周縁部には夫々第１の燃料噴射弁１
４ａと第２の燃料噴射弁１４ｂとが配置され、これらの
各燃料噴射弁１４ａ，１４ｂから燃料が燃焼室４内に向
けて噴射される。

【００１５】図３および図４に示されるようにピストン
２の頂面上には点火栓１０の下方から第１燃料噴射弁１
４ａの先端部の下方まで延びる凹溝１５が形成される。 図３および図４に示される実施例ではこの凹溝１５は点
火栓１０と第１燃料噴射弁１４ａとを含む垂直平面Ｋ−
Ｋに対して対称なほぼ球面状をなす。また、ピストン２
の頂面の中心部には凹溝１５よりも曲率半径の小さな球
面状をなす凹所１６が形成される。この凹所１６も垂直
平面Ｋ−Ｋ上に形成されており、この凹所１６は凹溝１
５の凹状内壁面の上方部に開口している。図４に示すよ
うにピストン２が上死点に達すると点火栓１０が凹所１
６内に侵入する。

【００１６】図５に示されるように図２から図４に示さ
れる実施例では排気弁７が給気弁６よりも先に開弁し、
排気弁７と給気弁６とは同時に閉弁する。また、図５に
おいてＩ１　は第１燃料噴射弁１４ａからの燃料噴射時
期を示しており、Ｉ２　は第２燃料噴射弁１４ｂからの
燃料噴射時期を示している。図５から第１燃料噴射弁１
４ａからの燃料噴射時期と第２燃料噴射弁１４ｂからの
燃料噴射時期は離れており、第１燃料噴射弁１４ａから
の噴射時期は第２燃料噴射弁１４ｂからの噴射時期に比
べてかなり遅いことがわかる。なお、第１燃料噴射弁１
４ａからの燃料噴射量は図１のＱ１　で示され、第２燃
料噴射弁１４ｂからの燃料噴射量は図１のＱ２　で示さ
れる。従って図１に示されるように要求噴射量が設定量
Ｐよりも少ないときは第１燃料噴射弁１４ａのみから噴
射時期Ｉ１　に噴射量Ｑ１　の燃料が噴射され、これに
対して要求噴射量が設定量Ｐよりも多いときにはまず初
めに第２燃料噴射弁１４ｂから噴射時期Ｉ２　に噴射量
Ｑ２　の燃料が噴射され、次いで第１燃料噴射弁１４ａ
から噴射時期Ｉ１　に噴射量Ｑ１　の燃料が噴射される
ことがわかる。

【００１７】図６に示されるように給気弁６および排気
弁７が開弁すると給気弁６を介して燃焼室４内に空気が
流入する。このとき、排気弁７側の給気弁６の開口はマ
スク壁８ａによって覆われているので空気はマスク壁８
ａと反対側の給気弁６の開口から燃焼室４内に流入する
。この空気は矢印Ｗで示すように給気弁６下方のシリン
ダボア内壁面に沿い下降し、次いでピストン２の頂面に
沿い進んで排気弁７下方のシリンダボア内壁面に沿い上
昇し、斯くして空気は燃焼室４内をループ状に流れるこ
とになる。このループ状に流れる空気Ｗによって燃焼室
４内の既燃ガスが排気弁７を介して排出される。

【００１８】図７は第１燃料噴射弁１４ａから燃料噴射
が行われたときを示している。図７に示されるように第
１燃料噴射弁１４ａからは凹溝１５の凹状内壁面に向け
て燃料が噴射される。この噴霧燃料の噴霧は円錐状をな
しており、この噴霧燃料の噴射軸線Ｚは図３の垂直平面
Ｋ−Ｋ内に位置している。一方、図８は第２燃料噴射弁
１４ｂから燃料噴射が行われたときを示している。図８
からわかるように第２燃料噴射弁１４ｂからはピストン
２の位置が比較的低いときに燃料噴射が行われる。

【００１９】要求噴射量が設定量Ｐ（図１）よりも少な
いときは図７に示されるように第１燃料噴射弁１４ａの
みから燃料が噴射される。このとき噴射軸線Ｚに沿う噴
射燃料は鋭角θをなして斜めに凹溝１５の凹状内壁面上
に衝突する。このように噴射燃料が凹溝１５の凹状内壁
面上に斜めに衝突すると衝突した燃料は慣性力によって
凹溝１５の凹状内壁面に沿い気化しつつ点火栓１０の下
方に進み、次いで凹所１６内に送り込まれる。従って噴
射量が少なくても大部分の噴射燃料が点火栓１０の下方
に運ばれるので点火栓１０の周りには着火可能な混合気
が形成されることになる。

【００２０】一方、要求噴射量が設定量Ｐ（図１）より
も多いときはまず初めに図８に示されるようにピストン
２が低い位置にあるときに第２燃料噴射弁１４ｂから燃
料が噴射される。この噴射燃料はピストン２が上昇する
間に燃焼室４内に拡散して燃焼室４内に稀薄混合気を形
成する。次いでピストン２が上昇すると図７に示される
ように第１燃料噴射弁１４ａから凹溝１５内に向けて燃
料が噴射され、この凹溝１５内に噴射された燃料の着火
火災が火種となって稀薄混合気が燃焼せしめられる。こ
のように第１燃料噴射弁１４ａから噴射された燃料は主
に火種を作ることに用いられるのでこの燃料量はさほど
多く必要がなく、従って図１に示されるように噴射量Ｑ
１　は噴射量Ｑ２よりも少なくなっている。

【００２１】

【発明の効果】要求噴射量が設定量以下のときの第１燃
料噴射弁のダイナミックレンジと要求噴射量が設定量以
上のときの第１燃料噴射弁のダイナミックレンジを等し
くすることによって全体的なダイナミックレンジを大き
くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】噴射量を示す線図である。

【図２】シリンダヘッド内壁面を示す図である。

【図３】ピストン頂面の平面図である。

【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿ってみた断面図である
。

【図５】給排気弁の開弁時期を示す線図である。

【図６】ピストンが下降したところを示す、図２のＩＶ
−ＩＶ線に沿ってみた断面図である。

【図７】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿ってみた断面図である
。

【図８】図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿ってみた断面
図である。

【符号の説明】

６…給気弁 ７…排気弁 １４ａ…第１燃料噴射弁 １４ｂ…第２燃料噴射弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１の燃料噴射弁と第２の燃料噴射弁
   とを具備し、要求噴射量が予め定められた設定量以下の
   ときには第１燃料噴射弁のみから燃料を噴射し、要求噴
   射量が該設定量以上のときには第１燃料噴射弁および第
   ２燃料噴射弁の双方から燃料を噴射するようにした燃料
   噴射制御装置において、要求噴射量が該設定量以上のと
   きの第１燃料噴射弁からの最小噴射量を要求噴射量が該
   設定量以下のときの第１燃料噴射弁からの最小噴射量と
   等しくすると共に要求噴射量が該設定量以上のときの第
   １燃料噴射弁からの最大噴射量を要求噴射量が該設定量
   以下のときの第１燃料噴射弁からの最大噴射量と等しく
   した燃料噴射制御装置。