JPH0599032A - 筒内噴射式内燃機関のアイドリング制御装置 - Google Patents

筒内噴射式内燃機関のアイドリング制御装置

Info

Publication number
JPH0599032A
JPH0599032A JP3263891A JP26389191A JPH0599032A JP H0599032 A JPH0599032 A JP H0599032A JP 3263891 A JP3263891 A JP 3263891A JP 26389191 A JP26389191 A JP 26389191A JP H0599032 A JPH0599032 A JP H0599032A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel injection
engine
air
valve
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3263891A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3006221B2 (ja
Inventor
Akihiro Yamanaka
章弘 山中
Kenichi Nomura
憲一 野村
Katsuhiko Hirose
雄彦 広瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP3263891A priority Critical patent/JP3006221B2/ja
Publication of JPH0599032A publication Critical patent/JPH0599032A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3006221B2 publication Critical patent/JP3006221B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • 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
    • F02B75/12—Other methods of operation
    • F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アイドリング運転時において機関回転数が高
くなったときにショックを発生させることなくアイドリ
ング回転数を目標回転数まで低下させる。 【構成】 機関駆動の機械式過給機１９を迂回するバイ
パス通路２４を設けてこのバイパス通路２４内にエアコ
ントロール弁２５を設ける。燃料噴射弁１４から燃料が
燃焼室４内に向けて噴射される。アイドリング運転時に
はアイドリング回転数が高くなるにつれて燃料噴射量が
減少せしめられると共にエアコントロール弁２５の開度
が増大せしめられる。燃料噴射量が最小噴射量以下にな
ると燃料噴射量は最小噴射量に維持され、エアコントロ
ール弁の開度が減少せしめられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は筒内噴射式内燃機関のア
イドリング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】機関吸気通路内に機関駆動の機械式過給
機を配置すると共に機械式過給機上流側の吸気通路およ
び下流側の吸気通路をバイパス通路により互いに連結し
てこのバイパス通路内にエアコントロール弁を配置し、
燃焼室内に向けて燃料を噴射するための燃料噴射弁を具
備すると共に燃料噴射弁から噴射された燃料を機関アイ
ドリング運転時には空気過剰のもとで燃焼せしめ、機関
アイドリング運転時における燃料噴射量が機関回転数の
関数であって機関回転数が低下するにつれて増大せしめ
られ、機関回転数の変化に起因する燃料噴射量の変化に
基づいて機関アイドリング回転数が目標回転数に制御さ
れる筒内噴射式内燃機関が本出願人により既に提案され
ている（特願平３−６８７２号参照）。この内燃機関で
は機関アイドリング回転数が目標回転数よりも高くなれ
ば燃料噴射量が減少するためにアイドリング回転数が低
下し、アイドリング回転数が目標回転数よりも低くなれ
ば燃料噴射量が増大するためにアイドリング回転数が上
昇し、斯くしてアイドリング回転数が自動的に目標回転
数に制御される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで燃料噴射弁に
は噴射しうる最小噴射量が存在し、この最小噴射量以下
の燃料を噴射することができない。従って上述の筒内噴
射式内燃機関において機関アイドリング回転数が高くな
って燃料噴射量が減少せしめられ、このとき燃料噴射量
が最小噴射量以下になると燃料噴射が停止せしめられ
る。燃料噴射が停止せしめられれば機関アイドリング回
転数が目標回転数に向けて急速に低下せしめられるので
アイドリング回転数を目標回転数に制御するという観点
からみるとアイドリング回転数が高くなったときに燃料
噴射が停止せしめられるということは好ましいことにな
る。
【０００４】しかしながらこのように燃料噴射が停止せ
しめられると機関アイドリング回転数が低下して再び燃
料噴射が開始されたときに機関が急激に出力トルクを発
生することになるのでショックが発生するという問題が
あるばかりでなく、燃料噴射が開始されたときに噴射燃
料が良好に燃焼せしめられないために多量の未燃ＨＣが
発生するという問題がある。
【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機関吸気通路内に機関駆動の機械式
過給機を配置すると共に機械式過給機上流側の吸気通路
および下流側の吸気通路をバイパス通路により互いに連
結してこのバイパス通路内にエアコントロール弁を配置
し、燃焼室内に向けて燃料を噴射するための燃料噴射弁
を具備すると共に燃料噴射弁から噴射された燃料を機関
アイドリング運転時には空気過剰のもとで燃焼せしめ、
機関アイドリング運転時における燃料噴射量が機関回転
数の関数であって機関回転数が低下するにつれて増大せ
しめられ、機関回転数の変化に起因する燃料噴射量の変
化に基づいて機関アイドリング回転数が目標回転数に制
御される筒内噴射式内燃機関において、機関アイドリン
グ運転時に機関回転数に基づき算出される燃料噴射量が
噴射しうる最小噴射量よりも少なくなったときには燃料
噴射量を最小噴射量に維持しつつエアコントロール弁の
開度を減少させるようにしている。
【０００６】
【作用】燃料噴射量が最小噴射量よりも少なくなったと
きには燃料噴射が停止せしめられることなく燃料噴射量
が最小噴射量に維持される。このときエアコントロール
弁の開度が減少せしめられて機械式過給機の駆動トルク
が増大せしめられ、この駆動トルクの増大によって機関
アイドリング回転数が低下せしめられる。
【０００７】
【実施例】図１から図４に本発明を火花点火式２サイク
ル筒内噴射機関に適用した場合を示す。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３
ｃ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。
【０００８】この凹溝周壁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。
【０００９】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８
ｂ，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。
【００１０】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、両給気弁６の間のシリンダ
ヘッド内壁面３ａの周縁部には燃料噴射弁１４が配置さ
れ、この燃料噴射弁１４から燃料が燃焼室４内に向けて
噴射される。図２および図３に示されるようにピストン
２の頂面上には点火栓１０の下方から燃料噴射弁１４の
先端部の下方まで延びる凹溝１５が形成される。図２お
よび図３に示される実施例ではこの凹溝１５は点火栓１
０と燃料噴射弁１４とを含む垂直平面Ｋ−Ｋに対して対
称な形状を有し、図２に示すようにピストン２が上死点
に達すると点火栓１０が凹溝１５内に侵入する。一方、
凹溝１５と反対側のピストン２の頂面部分２ａは傾斜し
たほぼ平坦面から形成され、図２に示すようにピストン
２が上死点に達するとシリンダヘット内壁面部分３ｃと
ピストン頂面部分２ａ間にはスキッシュエリア１６が形
成される。
【００１１】図５に示されるように図２から図４に示す
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が給気弁６よりも先に閉弁する。また、図５におい
てＩ 1 , Ｉ2 は燃料噴射時期を示している。図１を参照
すると、各気筒の給気ポート１２は吸気マニホルド１７
を介してインタクーラ１８に連結され、インタクーラ１
８は機関により駆動される機械式過給機１９、吸気ダク
ト２０およびエアフローメータ２１を介して図示しない
エアクリーナに連結される。吸気ダクト２０内にはアク
セルペダル２２に連結されたスロットル弁２３が配置さ
れる。機械式過給機１９とスロットル弁２３間の吸気ダ
クト２０からはバイパス通路２４が分岐され、このバイ
パス通路２４は吸気マニホルド１７に連結される。この
バイパス通路２４内にはバイパス通路２４内を流れる空
気量を制御するためのエアコントロール弁２５が配置さ
れる。このエアコントロール弁２５は例えばステップモ
ータにより駆動され、このステップモータは電子制御ユ
ニット３０の出力信号により制御される。また、スロッ
トル弁２３の上流側と下流側の吸気ダクト２０を連結す
る別のバイパス通路２６が設けられ、このバイパス通路
２６内にバイパス通路２６内を流れる空気量を制御する
ためのエアバイパス弁２７が配置される。このエアバイ
パス弁２７は例えばステップモータにより駆動され、こ
のステップモータは電子制御ユニット３０の出力信号に
より制御される。
【００１２】電子制御ユニット３０はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続
されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具
備する。エアフローメータ２１は吸入空気量に比例した
出力電圧を発生し、この出力電圧はＡＤ変換器３７を介
して入力ポート３５に入力される。また、スロットル弁
２３にはスロットルセンサ２８とアイドルスイッチ２９
とが連結される。スロットルセンサ２８はスロットル弁
開度に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧はＡＤ
変換器３８を介して入力ポート３５に入力される。一
方、アイドルスイッチ２９はアクセルペダル２２が踏込
まれていないときにオンとなり、このアイドルスイッチ
２９の出力信号は入力ポート３５に入力される。更に入
力ポート３５には機関回転数を表わす出力パルスを発生
する回転数センサ３９、および車両速度を表す出力パル
スを発生する車速センサ４０が接続される。ＣＰＵ３４
では回転数センサ３９の出力パルスに基づいて機関回転
数が計算され、車速センサ４０の出力パルスに基づいて
車両速度が計算される。一方、出力ポート３６は対応す
る駆動回路４１を介して夫々燃料噴射弁１４、エアコン
トロール弁２５およびエアバイパス弁２７に接続され
る。
【００１３】機関シリンダ内に供給される吸入空気量は
基本的にはスロットル弁２３によって制御されるがスロ
ットル弁２３によって制御された吸入空気量は更にエア
コントロール弁２５およびエアバイパス弁２７によって
制御される。即ち、エアコントロール弁２５が開弁して
いると機械式過給機１９から機械式過給機１９下流の吸
気マニホルド内に吐出された吸入空気の一部がバイパス
通路２４を介して機械式過給機１９上流の吸気ダクト２
０内に返戻され、斯くして機関シリンダ内に供給される
吸入空気量は機械式過給機１９上流の吸気ダクト２０内
に返戻される分だけ減少する。従ってエアコントロール
弁２５の開度が大きくなるほど機関シリンダ内に供給さ
れる吸入空気量は減少する。これに対してエアバイパス
弁２７の開度が大きくなるほど機関シリンダ内に供給さ
れる吸入空気量は増大する。これらエアコントロール弁
２５およびエアバイパス弁２７はスロットル弁２３の開
度ＴＡと機関回転数Ｎに基づいて制御される。
【００１４】図６はエアコントロール弁２５の目標開度
ΘＡとスロットル弁開度ＴＡとの関係を示している。図
６からわかるようにエアコントロール弁２５の目標開度
ΘＡはスロットル弁開度ＴＡが大きくなるほど減少し、
従って機関シリンダ内に供給される吸入空気量はスロッ
トル弁開度ＴＡが大きくなるほど増大せしめられる。ま
た、図６に示されるようにスロットル開度ＴＡが一定の
場合には機関回転数Ｎが高くなるほどエアコントロール
弁２５の目標開度ΘＡが大きくなる。図６に示すエアコ
ントロール弁２５の目標開度ΘＡはスロットル弁開度Ｔ
Ａおよび機関回転数Ｎの関数として予めＲＯＭ３２内に
記憶されている。
【００１５】図７はエアバイパス弁２７の目標開度ΘＢ
とスロットル弁開度ＴＡとの関係を示している。図７か
らわかるようにエアバイパス弁２７の目標開度ΘＢはス
ロットル弁開度ＴＡが大きくなるほど増大し、従って機
関シリンダ内に供給される吸入空気量はスロットル弁開
度ＴＡが大きくなるほど増大せしめられる。また、図７
に示されるようにスロットル開度ＴＡが一定の場合には
機関回転数Ｎが高くなるほどエアバイパス弁２７の目標
開度ΘＢが小さくなる。図７に示すエアバイパス弁２７
の目標開度ΘＢはスロットル弁開度ＴＡおよび機関回転
数Ｎの関数として予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
【００１６】次に図８および図９を参照して機関アイド
リング運転時における作動について説明する。図８に示
すように給気弁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８ａ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、更にこのループ状に流れる空気Ｗ
によって燃焼室４内には垂直面内で旋回する旋回流Ｘが
発生せしめられる。次いでピストン２が下死点ＢＤＣを
過ぎて上昇を開始し、排気弁７が閉弁すると燃料噴射弁
１４からの燃料噴射が行われる。
【００１７】本発明による実施例ではアイドリング運転
時も含めて機関負荷が低いときには燃料噴射弁１４から
の燃料噴射が基本的には図５のＩ1 で示されるように圧
縮行程の末期に行われる。このときの燃料噴射の様子が
図９に示されている。即ち、圧縮行程末期になると図９
に示す如く噴射燃料Ｆが凹溝１５の底壁面に斜めに衝突
するように燃料噴射弁１４から凹溝１５内に向けて燃料
が噴射される。このように噴射燃料が凹溝１５の底壁面
上に斜めに衝突すると衝突した燃料は図９においてＧで
示されるように慣性力によって凹溝１５の底壁面に沿い
気化しつつ点火栓１０の下方に進む。機関低負荷運転時
には噴射量が少ないがこのとき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Ｇが形成されることになる。即ち、機関低
負荷運転時には混合気Ｇの周りは空気と残留既燃ガスで
満たされており、燃焼室４内の空気は過剰な状態にあ
る。このように燃焼室４内の空気が過剰な状態にあって
も混合気は燃焼室４内全体に広がって極度に稀薄な混合
気となることがなく、燃焼室４内の一部の領域内に集ま
っているので、即ち燃焼室４内が成層化されるので良好
な着火およびそれに続く良好な燃焼が得られることにな
る。
【００１８】また、図８に示されるように燃焼室４内に
発生した旋回流Ｘはピストン２が上昇するにつれて減衰
しつつ旋回半径が次第に小さくなり、ピストン２が上死
点に近づくと図９に示されるように凹溝１５の底壁面に
沿う旋回流Ｘとなる。噴射燃料Ｆはこの旋回流Ｘによっ
ても点火栓１０の下方に向かう力が与えられる。また、
ピストン２が更に上死点に近づくと図９において矢印Ｓ
で示すようにスキッシュエリア１６からスキッシュ流が
噴出し、このスキッシュ流Ｓも凹溝１５の底壁面に沿っ
て進む。従って噴射燃料Ｆはこのスキッシュ流Ｓによっ
ても点火栓１０の下方に向かう力が与えられる。また、
凹溝１５の底壁面に沿い点火栓１０の下方に向かう燃料
は旋回流Ｘおよびスキッシュ流Ｓによって気化せしめら
れ、斯くして点火栓１０の周りには十分に気化した可燃
混合気が集まることになる。斯くして噴射量が少ない機
関低負荷運転時であっても良好な着火と、それに続く良
好な燃焼が得られることになる。
【００１９】また、このように燃料噴射量の少ない機関
低負荷運転時に多量の吸入空気を燃焼室４内に供給する
と旋回流Ｘが強くなりすぎて混合気が燃焼室４内全体に
拡散してしまう。従って機関低負荷運転時には燃焼室４
内に供給される吸入空気量を制限する必要がある。特に
２サイクル内燃機関では吸入空気量を制限すると燃焼室
４内の残留既燃ガスの割合が増大し、この残留既燃ガス
による燃焼温度抑制作用によってＮＯｘの発生が抑制さ
れる。そこで図６に示すようにスロットル弁開度ＴＡが
小さいときにはエアコントロール弁２５を開弁せしめる
と共にエアバイパス弁２７の開度を小さくして燃焼室４
内に供給される吸入空気量を制限するようにしている。
また、機関低負荷運転時には燃料噴射時間ＴＡＵはスロ
ットル弁開度ＴＡと機関回転数Ｎから決定され、これら
の関係は図１１（Ａ）に示すようにマップの形で予めＲ
ＯＭ３２内に記憶されている。従ってアイドリング運転
時も含めて機関低負荷運転時にはスロットル弁開度ＴＡ
および機関回転数Ｎから図１１（Ａ）に示す関係に基づ
いて燃料噴射時間ＴＡＵが決定される。
【００２０】一方、機関負荷が高いときには燃料噴射弁
１４からの燃料噴射が図５のＩ2 で示されるように排気
弁７が閉弁した後、或いは排気弁７が閉弁する直前から
開始される。このときの燃料噴射の様子が図１０に示さ
れる。即ち、このときには図１０に示されるようにピス
トン２の位置が低いときに燃料噴射Ｆが行われるので噴
射燃料Ｆはピストン２の頂面全体に向かう。従って噴射
燃料Ｆは燃焼室４内全体に亘って拡散する。更にこのと
き燃焼室４内には旋回流Ｘが発生しているのでこの旋回
流によって噴射燃料Ｆの拡散作用が促進され、斯くして
燃焼室４内には均一混合気が形成されることになる。ま
た、機関負荷が高いときには燃料噴射時間ＴＡＵは機関
シリンダ内に一サイクル当り供給される吸入空気量Ｑ／
Ｎと機関回転数Ｎから決定され、これらの関係は図１１
（Ｂ）に示すようにマップの形で予めＲＯＭ３２内に記
憶されている。従って機関負荷が高いときにはエアフロ
ーメータ２１により検出された単位時間当りの吸入空気
量Ｑと機関回転数Ｎから図１１（Ｂ）に示す関係に基づ
いて燃料噴射時間ＴＡＵが決定される。
【００２１】前述したようにアイドリング運転時も含め
た機関低負荷運転時は図１１（Ａ）に示す関係に基づい
て燃料噴射時間ＴＡＵが決定される。ところでアイドリ
ング運転時にはスロットル弁２３はアイドリング位置に
あり、従ってアイドリング運転時には燃料噴射時間ＴＡ
Ｕは機関回転数Ｎのみの関数となる。図１２における破
線ＴＡＵＸはアイドリング運転時において機関回転数Ｎ
に基づき算出される燃料噴射時間を示している。図１２
からわかるようにアイドリング運転時には機関回転数Ｎ
が低くなるにつれて燃料噴射時間ＴＡＵＸが指数関数的
に増大する。なお、図１２においてＮ0 は目標アイドリ
ング回転数を示しており、この目標アイドリング回転数
Ｎ0 は例えば６００ｒ．ｐ．ｍである。
【００２２】即ち、アイドリング回転数は燃料噴射時間
ＴＡＵＸ、燃料噴射時期、エアコントロール弁２５の開
度およびエアバイパス弁２７の開度等によって総合的に
定まる。本発明による実施例ではアイドリング回転数が
目標回転数Ｎ0 となるときの燃料噴射時間ＴＡＵＸやエ
アコントロール弁２５の開度やエアバイパス弁２７の開
度が予め実験により求められており、実験により求めら
れた値が図１１（Ａ）に示すように予めＲＯＭ３２内に
記憶されている。従ってアイドリング運転時に燃料噴射
時間ＴＡＵＸを図１２のＴＡＵ0 とすれば基本的には機
関回転数Ｎが目標アイドリング回転数Ｎ0 となる。この
場合、何らかの原因で機関回転数ＮがＮ 0 よりも低くな
れば燃料噴射時間ＴＡＵＸが増大するので機関回転数Ｎ
が上昇し、一方何らかの原因で機関回転数ＮがＮ0 より
も高くなれば燃料噴射時間ＴＡＵＸが減少するので機関
回転数Ｎが低下し、斯くして機関回転数Ｎが目標アイド
リング回転数Ｎ0 に維持されることになる。
【００２３】ところで機械式過給機１９の吐出量は機関
回転数Ｎに比例する。従ってアイドリング運転時にエア
コントロール弁２５およびエアバイパス弁２７の開度を
固定しておくとエアフローメータ２１を通過する単位時
間当りの吸入空気量Ｑは機関回転数Ｎが高くなるにつれ
て増大し、このとき機関シリンダ内に一サイクル当り供
給される吸入空気量Ｑ／Ｎはアイドリング回転数にかか
わらずにほぼ一定となる。即ち、燃焼室４内における吸
入空気の密度はアイドリング回転数にかかわらずにほぼ
一定となる。従ってアイドリング運転時にエアコントロ
ール弁２５およびエアバイパス弁２７の開度を固定して
おくと機関シリンダ内に供給される吸入空気量Ｑ／Ｎが
ほぼ一定に維持された状態でアイドリング回転数が目標
回転数よりも高くなれば燃料噴射量が減少せしめられ、
アイドリング回転数が目標回転数よりも低くなれば燃料
噴射量が増大せしめられることになる。この場合、燃焼
室４内には過剰な空気が存在しているので燃料噴射量が
増大したときにはそれに比例して燃焼に寄与する空気量
が増大し、従って燃料噴射量が増大又は減少したときに
機関シリンダ内に供給される吸入空気量Ｑ／Ｎを変化さ
せても過剰な空気が増大又は減少するだけで燃焼には何
ら影響が出ないというのが従来からの一般的な考え方で
ある。
【００２４】しかしながら実際には燃料噴射量が増大し
たからといって噴射燃料と混合する空気の量は燃料噴射
量の増大に比例して増大しない。言い換えるとアイドリ
ング運転時に燃料が拡散する領域、即ち図９において混
合気Ｇが占める容積は燃料噴射量の増大に比例して増大
しない。従って燃焼室４内における吸入空気の密度がア
イドリング回転数にかかわらずに一定に維持されている
場合にはアイドリング回転数が目標回転数Ｎ0 よりも低
くなって燃料噴射時間ＴＡＵＸが増大せしめられると混
合気Ｇが過濃となり、アイドリング回転数が目標回転数
Ｎ0 よりも高くなって燃料噴射時間ＴＡＵＸが減少せし
められると混合気Ｇは過薄となる。このように混合気Ｇ
が過濃になると多量の未燃ＨＣ，ＣＯが発生するばかり
でなく、燃焼が悪化するために機関の出力トルクが十分
に増大せず、斯くしてアイドリング回転数を目標回転数
Ｎ0 まですみやかに戻すことができないという問題を生
ずる。これに対して混合気が過薄になると失火する危険
性が大きくなり、失火を生ずれば多量のＨＣが燃焼室４
内から排出されるという問題を生ずる。特に２サイクル
内燃機関ではアイドリング回転数が目標回転数Ｎ0 より
も高くなって空気過剰の度合いが大きくなると燃焼室４
内の残留既燃ガスの割合が減少し、斯くしてＮＯｘが発
生するという問題を生じる。
【００２５】そこで本発明による実施例ではアイドリン
グ運転時に図１３の曲線Ｒで示すように機関シリンダ内
に一サイクル当り供給される吸入空気量Ｑ／Ｎを機関回
転数Ｎが低下するにつれて指数関数的に増大せしめるよ
うにしている。このように機関回転数Ｎが低下するにつ
れて機関シリンダ内に一サイクル当り供給される吸入空
気量Ｑ／Ｎを増大せしめると混合気Ｇの濃度はアイドリ
ング回転数にかかわらずにほぼ一定となり、即ちアイド
リング回転数にかかわらずに最適な濃度の混合気Ｇが形
成され、斯くしてアイドリング回転数にかかわらずに良
好な着火とそれに続く良好な燃焼が得られることにな
る。従って未燃ＨＣ，ＣＯの発生を抑制できると共に失
火の発生を阻止でき、しかも機関回転数Ｎが目標回転数
Ｎ0 から落ち込んだときには機関出力がただちに増大せ
しめられるので機関回転数Ｎを目標回転数Ｎ0 にすみや
かに戻すことができる。また、アイドリング回転数が目
標回転数Ｎ0 よりも高くなっても空気過剰の度合いが大
きくなることがないので特に２サイクル内燃機関におい
てはＮＯｘが発生するのを阻止することができる。
【００２６】本発明による実施例ではアイドリング運転
時における吸入空気量Ｑ／Ｎの制御はエアコントロール
弁２５の開度とエアバイパス弁２７の開度を制御するこ
とによって行われる。図１４の実線はアイドリング運転
時におけるエアコントロール弁２５の目標開度ΘＡと燃
焼噴射時間ＴＡＵＸとの関係を示しており、この関係は
予めＲＯＭ３２内に記憶されている。また、図１５の実
線はアイドリング運転時におけるエアバイパス弁２７の
目標開度ΘＢと燃料噴射時間ＴＡＵＸとの関係を示して
おり、この関係は予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
また、図１６の曲線Ｐｉn は機械式過給機１９の吸込側
の絶対圧を示しており、曲線Ｐout は機械式過給機１９
の吐出側の絶対圧を示している。
【００２７】図１４においてΘＡ１で示されるようにエ
アコントロール弁２５の目標開度は燃料噴射時間ＴＡＵ
Ｘが増大するほど、即ち機関回転数Ｎが低くなるほど小
さくなる。エアコントロール弁２５の目標開度ΘＡ１が
小さくなれば吸入空気量Ｑ／Ｎが増大するので機関回転
数Ｎが減少するにつれて、即ち燃料噴射量が増大するに
つれて吸入空気量Ｑ／Ｎが増大することになる。一方、
図１５においてΘＢ１で示されるようにエアバイパス弁
２７の目標開度は燃料噴射時間ＴＡＵＸが増大するほ
ど、即ち機関回転数Ｎが低くなるほど大きくなる。エア
バイパス弁２７の目標開度ΘＢ１が大きくなれば吸入空
気量Ｑ／Ｎが増大するので機関回転数Ｎが減少するにつ
れて、即ち燃料噴射量が増大するにつれて吸入空気量Ｑ
／Ｎが増大することになる。このようにエアコントロー
ル弁２５もエアバイパス弁２７も燃料噴射量が増大する
につれて吸入空気量Ｑ／Ｎを増大させるように制御され
るので結局、アイドリング運転時には燃料噴射量が増大
するにつれて吸入空気量Ｑ／Ｎが増大せしめられること
になる。
【００２８】一方、図１２においてＴＡＵmin は燃料噴
射弁１４が噴射しうる最小噴射量、図１２に示す実施例
では最小噴射時間を示している。図１２に示されるよう
に機関回転数ＮがＮＣよりも高くなると機関回転数Ｎに
基づき算出される燃料噴射時間ＴＡＵＸは最小噴射時間
ＴＡＵmin よりも小さくなる。このとき本発明では燃料
噴射が停止しないように燃料噴射時間がＴＡＵmin とさ
れ、従って実際の燃料噴射時間は図１２の実線ＴＡＵで
示されるように機関回転数ＮがＮＣよりも高くなると最
小噴射時間ＴＡＵmin に維持される。
【００２９】一方、機関回転数Ｎに基づき算出される燃
料噴射時間ＴＡＵＸが最小噴射時間ＴＡＵmin よりも小
さくなると図１４においてΘＡ２で示されるようにエア
コントロール弁２５の目標開度は燃料噴射時間ＴＡＵＸ
が小さくなるにつれて減少せしめられ、図１５において
ΘＢ２で示されるようにエアバイパス弁２７の目標開度
は燃料噴射時間ＴＡＵＸが小さくなるにつれてΘＢ１よ
りも急勾配で減少せしめられる。図１４のΘＡ２で示さ
れるようにエアコントロール弁２５の目標開度が減少せ
しめられると機械式過給機１９上流の吸気ダクト２０内
に返戻される空気量が減少するために機械式過給機１９
の吸込側の絶対圧Ｐinが図１６に示されるように低くな
り、斯くして機械式過給機１９の吸込側と吐出側の圧力
差ΔＰが大きくなる。機械式過給機１９の吸込側と吐出
側の圧力差ΔＰが大きくなると機械式過給機１９の駆動
トルクが増大し、それによって機関回転数Ｎが低下せし
められる。従って燃料噴射時間ＴＡＵＸが最小噴射時間
ＴＡＵmin よりも小さくなって燃料噴射時間がＴＡＵmi
n に維持されても機械式過給機１９の駆動トルクの増大
作用によって機関回転数Ｎが低下せしめられることにな
る。
【００３０】燃料噴射時間ＴＡＵＸが最小噴射時間ＴＡ
Ｕmin よりも小さくなったときに機械式過給機１９の駆
動トルクを増大させるためには特にエアバイパス弁２７
の目標開度をΘＢ２で示されるように減少させる必要が
なく、エアコントロール弁２５の目標開度のみをΘＡ２
で示されるように小さくすればよい。しかしながらエア
バイパス弁２７の目標開度ΘＢ２を破線で示すようにΘ
Ｂ１の延長上の開度に制御した場合にはエアコントロー
ル弁２５の目標開度がΘＡ２で示されるように小さくな
るにつれて吸入空気量Ｑ／Ｎが増大してしまう。ところ
がこのとき燃料噴射時間は最小噴射時間ＴＡＵmin に維
持されており、即ち燃料噴射量は一定に維持されてお
り、従って良好な燃焼を得るためには吸入空気量Ｑ／Ｎ
を一定に維持することが好ましい。従って燃料噴射時間
が最小噴射時間ＴＡＵmin に維持されているときにはエ
アバイパス弁２７の目標開度をΘＢ２に示されるように
燃料噴射時間ＴＡＵＸが小さくなるにつれてΘＢ１より
も急勾配で減少させることによりバイパス通路２６内を
流れる吸入空気量を大巾に減少させ、それによって図１
３に示されるように機関回転数ＮがＮＣを越えたときに
は吸入空気量Ｑ／Ｎが一定に維持されるようにしてい
る。
【００３１】なお、燃料噴射時間ＴＡＵＸが最小噴射時
間ＴＡＵmin よりも大きいときは図１６に示されるよう
に機械式過給機１９の吸込側の絶対圧Ｐinがほぼ一定と
なるようにエアバイパス弁２７の目標開度ΘＢは燃料噴
射時間ＴＡＵＸが大きくなるにつれて徐々に増大せしめ
られる。即ち、上述したように機械式過給機１９の吸入
側の絶対圧Ｐinが低くなって機械式過給機１９の上流側
と下流側の圧力差ΔＰが大きくなると機械式過給機１９
の駆動トルクが増大するのでこの圧力差ΔＰがあまり大
きくならないように機械式過給機１９の吸込側の絶対圧
Ｐinを一定に維持するようにしている。
【００３２】次に図１７に示すメインルーチンを参照し
つつ燃料噴射時間ＴＡＵ、エアコントロール弁２５およ
びエアバイパス弁２７の制御について説明する。図１７
を参照するとまず初めにステップ５０においてアイドル
スイッチ２９がオンであるか否か、即ちアクセルペダル
２２の踏込み量Ｌが零であるか否かが判別される。アイ
ドルスイッチ２９がオンのときはステップ５１に進んで
車速センサ４０の出力信号に基づき車速が一定値、例え
ば２ｋｍ／ｈよりも低いか否かが判別される。車速が２
ｋｍ／ｈよりも低いときにはステップ５２に進む。即
ち、アクセルペダル２２の踏込み量Ｌが零であって車速
が２ｋｍ／ｈ以下のときにはアイドリング運転時である
と判断され、このときステップ５２に進む。
【００３３】ステップ５２では機関回転数Ｎに基づいて
図１２において破線で示す燃料噴射時間ＴＡＵＸが算出
される。次いでステップ５３では燃料噴射時間ＴＡＵＸ
に基づいて図１４に示す関係からアエコントロール弁２
５の目標開度ΘＡが計算される。次いでステップ５４で
はエアコントロール弁２５の開度が目標開度ΘＡとなる
ようにエアコントロール弁２５のステップモータが駆動
せしめられる。次いでステップ５５では燃料噴射時間Ｔ
ＡＵＸに基づいて図１５に示す関係からエアバイパス弁
２７の目標開度ΘＢが計算される。次いでステップ５６
ではエアバイパス弁２７の開度が目標開度ΘＢとなるよ
うにエアバイパス弁２７のステップモータが駆動せしめ
られる。次いでステップ５７では燃料噴射時間ＴＡＵＸ
が最小噴射時間ＴＡＵmin よりも小さいか否かが判別さ
れる。ＴＡＵＸ＜ＴＡＵmin のときにはステップ５８に
進んで実際の燃料噴射時間ＴＡＵが最小噴射時間ＴＡＵ
min とされ、ステップ６０に進む。一方、ＴＡＵＸ≧Ｔ
ＡＵmin のときはステップ５９に進んで実際の燃料噴射
時間ＴＡＵがＴＡＵＸとされ、ステップ６０に進む。ス
テップ６０では予めＲＯＭ３２内に記憶されているデー
タから噴射開始時期が計算され、この噴射開始時期と噴
射時間ＴＡＵから噴射完了時期が計算される。次いでス
テップ６１では噴射開始時期に噴射を開始すべきデータ
および噴射完了時期に噴射を完了すべきデータが出力ポ
ート３６に出力され、これらデータに基づいて燃料噴射
が行われる。
【００３４】一方、ステップ５０においてアイドルスイ
ッチ２９がオフであると判別されたとき、又はステップ
５１において車速が２ｋｍ／ｈよりも速いと判別された
とき、即ちアイドリング運転時でないときにはステップ
６２に進む。ステップ６２では図１１に示す関係に基づ
いて実際の燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。次いでス
テップ６３ではスロットル弁開度ＴＡおよび機関回転数
Ｎに基づいて図６に示す関係からエアコントロール弁２
５の目標開度ΘＡが計算される。次いでステップ６４で
はエアコントロール弁２５の開度が目標開度ΘＡとなる
ようにエアコントロール弁２５のステップモータが駆動
せしめられる。次いでステップ６５ではスロットル弁開
度ＴＡおよび機関回転数Ｎに基づいて図７に示す関係か
らエアバイパス弁２７の目標開度ΘＢが計算される。次
いでステップ６６ではエアバイパス弁２７の開度が目標
開度ΘＢとなるようにエアバイパス弁２７のステップモ
ータが駆動せしめられる。次いでステップ６７では予め
ＲＯＭ３２内に記憶されているデータから噴射開始時期
が計算され、この噴射開始時期と噴射時間ＴＡＵから噴
射完了時期が計算される。次いでステップ６８では噴射
開始時期に噴射を開始すべきデータおよび噴射完了時期
に噴射を完了すべきデータが出力ポート３６に出力さ
れ、これらデータに基づいて燃料噴射が行われる。
【００３５】なお、これまで本発明を筒内噴射式２サイ
クル機関に適用した場合について説明してきたが本発明
をディーゼル機関も含めた筒内噴射式４サイクル機関に
も適用することができる。
【００３６】
【発明の効果】アイドリング運転時におけるアイドリン
グ回転数が高くなって燃料噴射量が最小噴射量以下とな
っても燃料噴射作用が停止せしめられることがないので
ショックを発生することなくアイドリング回転数を目標
回転数に向けて低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】筒内噴射式２サイクル内燃機関の全体図であ
る。
【図２】２サイクル内燃機関の側面断面図である。
【図３】ピストン頂面の平面図である。
【図４】シリンダヘッド内壁面の底面図である。
【図５】給排気弁の開弁時期および燃料噴射時期を示す
線図である。
【図６】エアコントロール弁の目標開度を示す線図であ
る。
【図７】エアバイパス弁の目標開度を示す線図である。
【図８】給排気弁が開弁しているところを示す２サイク
ル内燃機関の側面断面図である。
【図９】燃料噴射時を示す２サイクル内燃機関の側面断
面図である。
【図１０】燃料噴射時を示す２サイクル内燃機関の側面
断面図である。
【図１１】燃料噴射時間を示す線図である。
【図１２】アイドリング運転時における燃料噴射時間を
示す線図である。
【図１３】アイドリング運転時において機関シリンダ内
に一サイクル当り供給される吸入空気量を示す線図であ
る。
【図１４】アイドリング運転時におけるエアコントロー
ル弁の目標開度を示す線図である。
【図１５】アイドリング運転時におけるエアバイパス弁
の目標開度を示す線図である。
【図１６】アイドリング運転時における機械式過給機の
上流側および下流側の圧力を示す線図である。
【図１７】メインルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１４…燃料噴射弁 １９…機械式過給機 ２３…スロットル弁 ２４，２６…バイパス通路 ２５…エアコントロール弁 ２７…エアバイパス弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 43/00 Ｌ 8109−3Ｇ 45/00 ３１０ Ｃ 8109−3Ｇ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 機関吸気通路内に機関駆動の機械式過給
    機を配置すると共に該機械式過給機上流側の吸気通路お
    よび下流側の吸気通路をバイパス通路により互いに連結
    して該バイパス通路内にエアコントロール弁を配置し、
    燃焼室内に向けて燃料を噴射するための燃料噴射弁を具
    備すると共に燃料噴射弁から噴射された燃料を機関アイ
    ドリング運転時には空気過剰のもとで燃焼せしめ、機関
    アイドリング運転時における燃料噴射量が機関回転数の
    関数であって機関回転数が低下するにつれて増大せしめ
    られ、機関回転数の変化に起因する燃料噴射量の変化に
    基づいて機関アイドリング回転数が目標回転数に制御さ
    れる筒内噴射式内燃機関において、機関アイドリング運
    転時に機関回転数に基づき算出される燃料噴射量が噴射
    しうる最小噴射量よりも少なくなったときには燃料噴射
    量を最小噴射量に維持しつつ上記エアコントロール弁の
    開度を減少させるようにした筒内噴射式内燃機関のアイ
    ドリング制御装置。
JP3263891A 1991-10-11 1991-10-11 筒内噴射式内燃機関のアイドリング制御装置 Expired - Lifetime JP3006221B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3263891A JP3006221B2 (ja) 1991-10-11 1991-10-11 筒内噴射式内燃機関のアイドリング制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3263891A JP3006221B2 (ja) 1991-10-11 1991-10-11 筒内噴射式内燃機関のアイドリング制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0599032A true JPH0599032A (ja) 1993-04-20
JP3006221B2 JP3006221B2 (ja) 2000-02-07

Family

ID=17395695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3263891A Expired - Lifetime JP3006221B2 (ja) 1991-10-11 1991-10-11 筒内噴射式内燃機関のアイドリング制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3006221B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001027459A1 (en) * 1999-10-12 2001-04-19 Siemens Canada Limited Air quantity control for smooth switching in gasoline direct injection engine
JP2004044430A (ja) * 2002-07-10 2004-02-12 Toyota Motor Corp 混合気を圧縮自着火させる内燃機関、および内燃機関の制御方法
WO2004055345A1 (de) * 2002-12-16 2004-07-01 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum steuern eines umschaltvorganges einer brennkraftmaschine
KR20180062044A (ko) * 2016-11-30 2018-06-08 현대자동차주식회사 듀얼 인젝터 엔진의 연료량 분배 방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001027459A1 (en) * 1999-10-12 2001-04-19 Siemens Canada Limited Air quantity control for smooth switching in gasoline direct injection engine
US6481425B1 (en) 1999-10-12 2002-11-19 Siemens Vdo Automotive Inc. Air quantity control for smooth switching in gasoline direct injection engine
JP2004044430A (ja) * 2002-07-10 2004-02-12 Toyota Motor Corp 混合気を圧縮自着火させる内燃機関、および内燃機関の制御方法
WO2004055345A1 (de) * 2002-12-16 2004-07-01 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum steuern eines umschaltvorganges einer brennkraftmaschine
KR20180062044A (ko) * 2016-11-30 2018-06-08 현대자동차주식회사 듀얼 인젝터 엔진의 연료량 분배 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP3006221B2 (ja) 2000-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5967113A (en) Exhaust-gas temperature raising system for an in-cylinder injection type internal combustion engine
US5170759A (en) Fuel injection control device for an internal combustion engine
EP1243779B1 (en) Direct-injection engine with turbocharger and method of controlling the same
US5271362A (en) Two-stroke engine
JPH0233439A (ja) ２サイクル直噴エンジンの燃料噴射制御装置
JPH0249939A (ja) ２サイクル直噴エンジンの燃料噴射制御装置
JPH09268942A (ja) 筒内噴射式内燃機関の制御装置
US5259344A (en) Intermittent fuel-injection method and device for two-stroke engine
JP2871220B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関
JPH08312438A (ja) ２サイクルエンジンにおける燃料噴射方法及び燃料噴射制御装置
JPH0579370A (ja) 筒内噴射式内燃機関
JP3182787B2 (ja) 内燃機関の供給燃料制御装置
JP3006221B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関のアイドリング制御装置
JPH05321718A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2803371B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関のアイドリング制御装置
JP3065093B2 (ja) ２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置
JP2887979B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関
JPH0893599A (ja) ２サイクルエンジンの燃料噴射装置
JPH04252830A (ja) 筒内噴射式内燃機関のアイドリング制御装置
JP2002038995A (ja) ディーゼルエンジンの燃料噴射装置
JPH05321706A (ja) ２サイクルエンジンの制御装置
JP3073305B2 (ja) ２サイクルエンジンの制御装置
JP2590894B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP3006126B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
JPH02230963A (ja) ２サイクル内燃機関の燃焼制御装置