JPH05502921A - ２ストローク燃料噴射型多気筒内燃エンジンのアイドルおよびオフアイドル動作法 - 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】 ２ストローク燃料噴射型多気筒内燃エンジンのアイドルおよびオフアイドル動作 法 発明の背景と概要 アイドル時には、内燃エンジンは単に軽負荷がかけられており、そのためより高 い速度および負荷において必要とされている割合いに比して小さな割合いで燃料 を取入れている。各シリンダー毎に個々に電子的に制御される燃料噴射装置によ ってエンジンシリンダー内に燃料が導入される時、各噴射装置は比較的広い開き および閉じ時間にわたって動作する必要がある。高速および高負荷でエンジンを 動作させるために、各噴射装置は、所定の流量で燃料を流す能力を持つことが重 要であり、これはより少ない流量が使用されるアイドル状態においても同様であ る。換言すれば、そのような噴射装置は比較的大きなダイナミックレンジを持つ 必要があるということである。特別の最大流量に関して特別の噴射装置が設計さ れるならば、そのような噴射装置にとっては、必要とされる範囲の低限において 正確に燃料を噴射させることは難しいかも知れない。この困難さは２ストローク エンジンにおいて増強される。

２ストロークエンジンに関し、では、排気を取り除くという事柄に関連してさら に別の配慮も必要である。

２ストロークエンジンの設計の固有の特性は、燃焼室が直後の燃焼に備えている 時にも、燃焼室内には多量の燃焼残留生成物が残ることである。そのような残留 生成物の存在は燃焼行程の特性に影響し、そして２ストロークエンジンが自動車 の動力として使用される時には、燃費および排気発散のような要因に悪影響を与 える。排気効率の改善および各サイクル毎に噴射される燃料の量の増加のための 公知の方法は、スパークタイミングを遅らせることである。

本発明は、アイドルおよびオフアイドルにおける多気筒燃料噴射型２ストローク 内燃エンジンの動作を改善するための方法と装置に関する。本発明は、アイドル 時におけるエンジンの動作の質において何の顕著な低下を見せることなく、動作 効率や排気消散における、相当の、しかし有意義な改善を提供するように働く、 特定のパターンにて噴射サイクルの、よ（考えられたスキップ（当該噴射サイク ルのスキップによる不調状態に対する入念な対処手段）を含むものである。大略 的には、このパターンは、数回のクランクシャフト回転にわたって、各個々のシ リンダーへの燃料噴射の休止中断が連続しない２ストロークサイクルで生じさせ られる、およびシリンダーからシリンダーへの噴射のシーケンスにおける休止中 断が非連続的に生じさせられる、ようなものである。個々の噴射の休止中断の結 果として、直後のサイクルに関連したシリンダー内へは空気のみが導入され、こ れによって残留燃焼生成物は空気の入れ替えにより希釈される。こうして、休止 中断された燃料噴射サイクルの後に生じる掃気は、そのシリンダーにおいて行な われる次の燃焼の前に燃焼生成物の良好な清浄をシリンダーに与える。その結果 、噴射された燃料を用いた燃焼は、より効率的となる。

エンジンに加えられるアイドル負荷はエンジンからのある動力出力を必要とする ので、アイドル時にある噴射サイクルをスキップすることは、平均的に見て噴射 サイクルがスキップされなかった状態に比して、各シリンダーにおける各燃焼が より大きな動力出力を発生しなくてはならないことを意味する。このより大きな 動力出力は、当該噴射スキップパターンがアイドル時に作用している時には、各 噴射装置が相応してより大きな燃料の分量を流すことによって実現される。本発 明から２つの効果が得られる。１つは、燃料噴射装置のダイナミックレンジの低 い方の限界がスキップをしない場合のようには低くならな（でよいということで あり、そして２つ目は非スキップ動作に関して用いられる値を越えて、スパーク タイミングを進めることが可能であるということである。燃料噴射装置のダイナ ミックレンジ要求を減少させることは、明らかな理由のある長所であり、そして スパークタイミングの進みは、当然よりよい燃焼効率と燃費経済性を促進させる 。

別の特色と共に、これまでに述べた本発明の特色は本発明の現時点における望ま しい実施例の詳細な説明を読むことによって明らかとなる。この説明は本発明の 実施に関して現時点で考えられる最善の形態に関して行なわれる。本発明の詳細 な説明する助けとして、添付図面類が用いられる。

図面の簡単な説明 第１図は６シリンダーの２ストロークエンジンに関する動作の燃料噴射パターン を示した図であり、第２図はオフアイドル動作を実現させるマイクロコンピュー タルーチンの流れ図であり、 第３図は６シリンダーの２ストロークエンジンに関する動作の別の燃料噴射パタ ーンを示した図であり、第４図は４シリンダーの２ストロークエンジンに関する 動作の燃料噴射パターンを示した図であり、第５図は４シリンダーの２ストロー クエンジンに関する別の燃料噴射パターンを示した図である。

望ましい実施例の説明 第１図はアイドル時における６シリンダーの、燃料噴射型の２ストロークエンジ ンの動作に関する燃料噴射パターンを表わしている。非アイドルにおいてエンジ ンが動作している時にシリンダーが順次噴射される順序は、シリンダー＃１．シ リンダー＃２．シリンダ−＃３．シリンダー＃４．シリンダー＃５．シリンダー ＃６である。噴射のこの順次的パターンは、描かれているようなパターンに従い 、噴射の選択的スキップにより、エンジンアイドル時には変更される。文字Ｉは 、相応する噴射装置の動作によって噴射が生じることを表わし、文字Ｓは、相応 する噴射装置の不動作によって噴射がスキップされることを表わしている。こう して、第１図においては、横座標はエンジンシリンダーを表わし、そして縦座標 はクランクシャフト回転を表わしている。

第１図の順序は、繰り返しパターン・スキップ、噴射、噴射、スキップ、噴射、 を含んでいる。こうして、クランクシャフト回転＃１の間のシリンダー＃５の噴 射の後には、このパターンが繰り返され、クランクシャフト回転＃１の間のシリ ンダー＃６のスキ、プで開始され、そしてクランクシャフト回転＃２の間のシリ ンダー＃４の噴射で終了する。同様な方法で、このパターンはクランクシャフト 回転＃３の間のシリンダー＃３の噴射で、クランクシャフト回転＃４の７リンダ ー＃２の噴射で、クランクシャフト回転＃５の間のシリンダー＃１の噴射で、そ してクランクシャフト回転＃５の間のシリンダー＃６の噴射で終了する。結果的 に明らかなように、クランクシャフト回転＃６の間に生ずるパターンはクランク シャフト回転＃１の間に生ずるそれと同等であり、クランクシャフト回転＃７の 間に生ずるパターンはクランクシャフト回転＃２の間に生ずるそれと同等であり 、そして以下同様であるエンジンクランクシャフト回転のある数にわたって、各 個々のシリンダーにおける休止中断は非連続な２ストロークサイクルに生じてお り、そしてシリンダーからシリンダーへの噴射のシーケンスの休止中断は非連続 的に生じていることが知られる。換言すれば、時間の関数として絶対に２回の連 続した休止中断は存在せず、しかもどのシリンダーも連続的なりランクシャフト 回転において休止中断を経験することがないようにされている。このパターンは 、非アイドル時において生じる１００％の割合いに比較して平均６０％の噴射装 置の動作割合いを発生する。アイドル状態でエンジンを動作させるのに必要な動 力を維持するために、噴射毎に噴射される燃料の量は、必要とされる以上に増加 される。この方法では、各噴射装置は他の場合のように燃料の量を低減させるよ う測定する必要はな（、そのためさらに精密にできる。そうでない場合よりも各 燃焼はさらに大きな動力出力を得る必要があるので、スパークタイミングは燃焼 効率を改善させるよう進めることが可能である。こうして本発明を使用すること によって、明確な利点が生じる。

スキップされる噴射サイクルは非アイドル時には存在すればひどい影響を及ぼす ので、考慮されているスキップはアイドル時のみに許容され乙。こうして、エン ジンがアイドル状態を離れると、アイドルからのそのような離脱が検出されて、 そして個々の噴射装置への燃料供給が再調節される。噴射装置は電子的に、標準 的にはディジタルマイクロコンピュータ制御で、制御されているため、適正なル ーチンがマイクロコンピュータに内蔵されるのであって、そのようなルーチンの １例が第２図に表わされている。アイドル動作からの離脱を表わすパラメーター がモニターされ、そしてマイクロコンピュータ制御を非アイドル動作に戻すのに 用いられる。描かれているルーチンは、エンジン速度、スロットル位置、マニホ ールド絶対圧、およびエンジンへの空気流をモニターする。アイドルから非アイ ドルへの変化を表わしている、それらモニターされているパラメーターのいずれ か１つの変化はマイクロコンピュータ−を非アイドル動作に戻す。燃料噴射の観 点からは、そのような戻りの重要な結果の１つは、噴射装置動作の減少させられ たパーセンテージによる、アイドル動作の上に成り立っていた燃料流調節要因を 除去したことである。これは当然、燃料流調節要因がアイドル動作の検出の上に 成り立つという補助的なルーチンの存在を必要とする。同時にスパークタイミン グも調節される。

アイドル時には６０％の噴射装置動作以下でエンジンが動作できるということが 第１図に示されている。

第３図は第１図のそれと反対のパターンを表わしており、そしてそれによって４ ０％噴射装置動作を表わしている。このパターンによれば、エンジンクランクシ ャフト回転の数回にわたって、各個々のシリンダーにおける噴射は非連続的な２ ストロークサイクルで生じ、そしてシリンダーからシリンダーへの噴射の順序に おける噴射は非連続的に生じている。動作のこのモードにおいては、燃料流要因 における適切な調節およびスパークタイミングは、第１図による動作に関連して 以前に説明されたのと類似の方法で決められる。

第４図は４シリンダーの２ストロークエンジンのアイドル動作のための噴射装置 の動作パターンを開示している。指示マーク■は噴射を識別し、指示マークＳは スキップを表わす。シリンダー噴射類は、シリンダー＃１．シリンダー＃２．シ リンダー＃３．そしてシリンダー＃４である。繰り返されるシーケンスは、噴射 、スキップ、噴射、噴射、スキップであって、単独の回転の間のシーケンスが再 び同じになるまでにクランクシャフトは５回転する必要がある。燃料流要因の調 節とスパークタイミングとは６シリンダーエンジンに関して説明されたと同様の 方法で行なわれる。第１図の実施例にあるように、エンジンクランクシャフト回 転の数回転にわたって、各個々のシリンダーにおける休止中断は非連続の２スト ロークサイクルで生ずるようにされ、そしてシリンダーからシリンダーへの噴射 のシーケンスにおける休止中断は非連続的に生ずるようにされる。換言すれば、 時間の関数として２つの連続的な休止中断は存在せず、しかも個々のシリンダー は連続するクランクシャフト回転において休止中断を経験することはない。

第５図は第４図のパターンを相補する動作パターンを表わしている。エンジンク ランクシャフト回転の数回にわたって、各個々のシリンダーにおける噴射は非連 続的な２ストロークサイクルにおいて生じ、そしてシリンダーからシリンダーへ の噴射のシーケンスにおける噴射は非連続的に生じる。結果として、２つの連続 した噴射は存在せず、またどのシリンダーも連続するクランクシャフト回転にお いて噴射を経験することはない。

本発明の現在の望ましい実施例が開示されたとしても、本発明の原理は他の同等 の実施例においても実際的であることは明らかである。

ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２ 手続補正書く自発） 平成　４年　７月　６日

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．当該シリンダーの順次連続する２ストロークサイクルの燃料噴射段階（段階 ）の間に各シリンダー内に燃料が噴射されるようにして、非アイドル時には動作 する多気筒２ストローク燃料噴射型内燃エンジンにおけるアイドル時のエンジン 動作方法において、上記のアイドル時のエンジン動作方法は、非アイドルエンジ ン動作時に生じる当該の噴射段階からの、シリンダーの燃料噴射段階の休止中断 を所定のパターンで行なう過程ステップを有し、該所定のパターンでは所定回数 のエンジンクランクシャフト回転に亘って各個々のシリンダーにおける休止中断 が非連続的な２ストロークサイクルにおいて生ずるようにされ、そしてシリンダ ーからシリンダーへの噴射のシーケンスにおける休止中断が非連続的に生ずるよ うにされるようにしたパターンにて、非アイドルエンジン動作時に生じる当該の 噴射段階からの、シリンダーの燃料噴射段階の休止中断を含むことを特徴とする 、アイドル時におけるエンジン動作方法。
2. ２．前記エンジンが６気筒型であって、休止中断と噴射とが、休止中断、噴射、 噴射、休止中断、噴射、の繰り返しシーケンスで生じるような、請求の範囲第１ 項記載の方法。
3. ３．前記エンジンが４気筒型であって、休止中断と噴射とが、噴射、休止中断、 噴射、噴射、休止中断、の繰り返しシーケンスで生じるような、請求の範囲第１ 項記載の方法。
4. ４．非アイドル時に、そのシリンダーの連続的な２ストロークサイクルの燃料噴 射段階の間に、各シリンダー内に燃料が噴射されるようにして、動作させるため の装置を含む、多気筒２ストローク燃料噴射型内燃エンジンにおける、アイドル 時にエンジンを動作させるための装置において、ある回数のエンジンクランクシ ャフト回転の間に、各個々のシリンダーにおける休止中断が非連続的な２ストロ ークサイクルにおいて生ずるようにされた、そしてシリンダーからシリンダーへ の噴射のシーケンスにおける休止中断が非連続的に生ずるようにされたパターン によって、非アイドルエンジン動作において生じていたものからの、シリンダー の燃料噴射段階を休止中断させるための装置を含むことを特徴とする、アイドル 時にエンジンを動作させるための装置。
5. ５．前記エンジンが６気筒型であって、シリンダーの燃料噴射段階を休止中断さ せるための装置が噴射と休止中断とを、休止中断、噴射、噴射、休止中断、噴射 、の繰り返しシーケンスで生じさせるための装置を含むような、請求の範囲第４ 項記載の、アイドル時にエンジンを動作させるための装置。
6. ６．前記エンジンが４気筒型であって、シリンダーの燃料噴射段階を休止中断さ せるための装置が休止中断と噴射とを、噴射、休止中断、噴射、噴射、休止中断 、の繰り返しシーケンスで生じさせるための装置を含むような、請求の範囲第４ 項記載の、アイドル時にエンジンを動作させるための装置。
7. ７．そのシリンダーの連続する２ストロークサイクルの燃料噴射段階の間に各シ リンダー内に燃料が噴射されるような方法で非アイドル時には動作する多気筒２ ストローク燃料噴射型内燃エンジンにおけるアイドル時のエンジンを動作させる 方法において、ある回数のエンジンクランクシャフト回転の間に、各個々のシリ ンダーへの噴射が非連続的な２ストロークサイクルにおいて生ずるようにされた 、そしてシリンダーからシリンダーの噴射のシーケンスにおける噴射が非連続的 に生ずるようにされたパターンによって、非アイドルエンジン動作において生じ ていたものからの、シリンダーへの燃料噴射段階の休止中断を含むことを特徴と する、アイドル時のエンジンを動作させる方法。
8. ８．前記エンジンが６気筒型であって、休止中断と噴射とが、噴射、休止中断、 休止中断、噴射、休止中断、の繰り返しシーケンスで生じるような、請求の範囲 第７項記載の方法。
9. ９．前記エンジンが４気筒型であって、休止中断と噴射とが、休止中断、噴射、 休止中断、休止中断、噴射、の繰り返しシーケンスで生じるような、請求の範囲 第７項記載の方法。
10. １０．非アイドル時に、そのシリンダーの連続的な２ストロークサイクルの燃料 噴射段階の間に、各シリンダー内に燃料が噴射されるような方法で動作させるた めの装置を含む、多気筒２ストローク燃料噴射型内燃エンジンにおける、アイド ル時にエンジンを動作させるための装置において、ある回数のエンジンクランク シャフト回転の間に、各個々のシリンダーにおける噴射が非連続的な２ストロー クサイクルにおいて生ずるようにされた、そしてシリンダーからシリンダーへの 噴射のシーケンスにおける噴射が非連続的に生ずるようにされたパターンによっ て、非アイドルエンジン動作において生じていたものからの、シリンダーの燃料 噴射段階を休止中断させるための装置を含むことを特徴とする、アイドル時にエ ンジンを動作させるための装置。
11. １１．前記エンジンが６気筒型であって、シリンダーの燃料噴射段階を休止中断 させるための装置が、噴射と休止中断とを、噴射、休止中断、休止中断、噴射、 休止中断、の繰り返しシーケンスで生じさせるための装置を含むような、請求の 範囲第１０項記載の、アイドル時にエンジンを動作させるための装置。
12. １２．前記エンジンが４気筒型であって、シリンダーの燃料噴射段階を休止中断 させるための装置が、休止中断と噴射とを、休止中断、噴射、休止中断、休止中 断、噴射、の繰り返しシーケンスで生じさせるための装置を含むような、請求項 第１０項記載の、アイドル時にエンジンを動作させるための装置。
13. １３．ある回数のエンジンクランクシャフト回転の間に、非アイドル動作時の同 じ回数のエンジンクランクシャフト回転によるよりも少ない数の噴射段階が生じ るような前もって決められたパターンによって燃料噴射段階を休止中断させるた めの装置と、何らの噴射休止中断がないアイドル動作を保障するために噴射段階 毎に必要とされる燃料の量に比し、噴射段階毎に噴射される燃料の量を増加させ るための装置と、を有することを特徴とする、多気筒２ストローク燃料噴射型内 燃エンジンに用いられる、アイドル時のエンジンを動作させるための装置。
14. １４．噴射段階の何の休止中断もないアイドル動作のために適当なスパークタイ ミングに比して、アイドル動作の間のスパークタイミングを前進させるための装 置を含むような、請求の範囲第１３項記載の装置。
15. １５．ある回数のエンジンクランクシャフト回転の間に、非アイドル動作時の同 じ回数のエンジンクランクシャフト回転によるよりも少ない数の噴射段階が生じ るような前もって決められたパターンによって燃料噴射段階を休止中断させるこ とと、何らの噴射休止中断もないアイドル動作を保障するために噴射段階毎に必 要とされる燃料の量に比し、噴射段階毎に噴射される燃料の量を増加させること 、を有することを特徴とする、多気筒２ストローク燃料噴射型内燃エンジンに用 いられる、アイドル時のエンジンを動作させる方法。
16. １６．噴射段階の何の休止中断もないアイドル動作のために適当なスパークタイ ミングに比して、アイドル動作の間のスパークタイミングを前進させることを含 むような、請求の範囲第１５項記載の方法。