JPH0719084A - 筒内噴射式内燃機関の制御装置 - Google Patents

筒内噴射式内燃機関の制御装置

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JPH0719084A
JPH0719084A JP933293A JP933293A JPH0719084A JP H0719084 A JPH0719084 A JP H0719084A JP 933293 A JP933293 A JP 933293A JP 933293 A JP933293 A JP 933293A JP H0719084 A JPH0719084 A JP H0719084A
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JP
Japan
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fuel
valve opening
amount
opening time
time
Prior art date
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Application number
JP933293A
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English (en)
Inventor
Shigeki Miyashita
茂樹 宮下
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、筒内噴射式内燃機関の制御装置に
関し、必要燃料量が少ない機関運転状態において燃料温
度が低い時に、排気エミッションが悪化する問題を通常
の単一の噴射弁が使用されても解決可能とすることを目
的とする。 【構成】 必要燃料量を決定する燃料量決定手段(ステ
ップ101から104)と、燃料噴射弁の開弁時間を燃
料温度を考慮して必要燃料量が噴射されるように算出す
る開弁時間算出手段(ステップ105,106)と、こ
の開弁時間が最小開弁時間未満となる時、最小開弁時間
だけ開弁指令を与える開弁指令手段(ステップ110)
と、この時に噴射された燃料量を燃料温度を考慮して算
出する燃料量算出手段(ステップ111)と、この燃料
量を基に所望の空燃比が得られるように吸気量を増加さ
せる吸気量制御手段(ステップ112)と、この時に点
火時期を遅角する点火時期遅角手段(ステップ113,
114)、とを具備する。

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
制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】特開平2−169834号公報には、筒
内に直接燃料を噴射する噴射弁が各気筒毎に設けられて
いる筒内噴射式内燃機関が記載されている。この内燃機
関は、噴射された燃料の吸気通路内壁への付着がないた
めに、機関の過渡運転状態において必要燃料量を確実に
燃焼室へ供給することができる。このような内燃機関に
一般的に使用される噴射弁は、ポンプ及びプレッシャレ
ギュレタにより一定圧に加圧された燃料が供給され、電
気的な開弁信号が与えられている間だけ燃料を噴射する
ものである。
【0003】この噴射弁による燃料噴射量制御は、各機
関運転状態における必要燃料量が噴射されるように開弁
時間を制御することにより行われる。燃料はその温度が
低い時には比重が大きくなって、同じ開弁時間でも実質
的な燃料噴射量は増加する。従って、前述の開弁時間決
定の際には燃料温度が考慮される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述の噴射弁は、機関
高負荷時に多量の燃料を吸気行程中に噴射しなければな
らないために、単位時間当たりの燃料噴射量は比較的多
く設定されている。それにより、必要燃料量が最少とな
る機関運転状態において燃料温度が低い時は、噴射弁の
開弁時間はかなり短くしなければならないが、この噴射
を可能とするためには、非常に応答性の優れた噴射弁が
必要であり、かなりのコストアップとなる。従って、通
常の噴射弁が使用される場合において、この時にはその
噴射弁の特性により定まる最小開弁時間での燃料噴射が
実行され、必要以上の燃料が燃焼室内に供給されるため
に、未燃燃料が多く排出されて排気エミッションが悪化
する問題を有している。この問題を解決するために、応
答性の優れた噴射弁を使用する以外に、機関低負荷時専
用の噴射弁を設けることも考えられるが、一気筒当たり
二つの噴射弁が必要となり、やはり、かなりのコストア
ップとなる。
【0005】従って、本発明の目的は、必要燃料量が少
ない機関運転状態において燃料温度が低い時に、排気エ
ミッションが悪化する問題を通常の単一の噴射弁を使用
しても解決することができる筒内噴射式内燃機関の制御
装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による筒内噴射式
内燃機関の制御装置は、各機関運転状態における所望の
空燃比が得られるように各機関運転状態毎に吸気量に応
じて必要燃料量を決定する燃料量決定手段と、燃料噴射
弁の開弁時間を燃料温度を考慮して前記必要燃料量が噴
射されるように算出する開弁時間算出手段と、算出され
た前記開弁時間が前記燃料噴射弁の特性により定まる最
小開弁時間未満となる時、前記最小開弁時間だけ前記燃
料噴射弁へ開弁指令を与える開弁指令手段と、この時に
噴射された燃料量を燃料温度を考慮して算出する燃料量
算出手段と、算出された前記燃料量を基にこの時の機関
運転状態における所望の空燃比が得られるように吸気量
を増加させる吸気量制御手段と、この時に点火時期を遅
角する点火時期遅角手段、とを具備することを特徴とす
る。
【0007】
【作用】前述の筒内噴射式内燃機関の制御装置は、燃料
量決定手段が各機関運転状態における所望の空燃比が得
られるように各機関運転状態毎に吸気量に応じて必要燃
料量を決定し、開弁時間算出手段が燃料噴射弁の開弁時
間を燃料温度を考慮して必要燃料量が噴射されるように
算出し、算出された開弁時間が前記燃料噴射弁の特性に
より定まる最小開弁時間未満となる時、開弁指令手段が
最小開弁時間だけ燃料噴射弁へ開弁指令を与え、燃料量
算出手段がこの時に噴射された燃料量を燃料温度を考慮
して算出し、吸気量制御手段が算出された燃料量を基に
この時の機関運転状態における所望の空燃比が得られる
ように吸気量を増加させ、点火時期遅角手段がこの時に
点火時期を遅角する。
【0008】
【実施例】図1は、本発明による制御装置が取り付けら
れた筒内噴射式内燃機関の概略断面図である。同図にお
いて、1は燃焼室、2はピストン、3は吸気弁4を介し
て燃焼室1へ通じる吸気通路、5は排気弁6を介して燃
焼室1へ通じる排気通路である。7は燃焼室1へ直接燃
料を噴射する噴射弁であり、この噴射弁7には、機関に
より駆動されるポンプ8及びプレッシャレギュレタ9に
よって一定圧に制御された燃料が他気筒の噴射弁と共通
の蓄圧室10を介して供給される。燃焼室1の上部に
は、点火栓11が配置されている。
【0009】吸気通路3にはサージタンク31が設けら
れ、サージタンク31の上流にはスロットル弁12とス
ロットル弁12をバイパスするバイパス通路13が設け
られ、このバイパス通路13には制御弁14が設置され
ている。また、スロットル弁12の上流には吸気量を検
出するためのエアフローメータ(図示せず)が設けら
れ、エアクリーナ(図示せず)に通じている。
【0010】噴射弁7の開弁時間制御、制御弁14の開
閉制御、及び点火栓11の点火時期制御を担当する制御
装置20が設けられ、この制御装置20には、前述のエ
アフローメータと、冷却水温を検出するための冷却水温
センサ21と、蓄圧室10内の燃料温度を検出するため
の燃料温度センサ22等が電気的に接続されている。
【0011】制御装置20による前述の制御は、図2に
示すフローチャートに従って行われる。このフローチャ
ートは所定時間毎に実行されるものである。まずステッ
プ101においてエアフローメータにより吸気量Qを検
出し、ステップ102において冷却水温センサ21によ
り機関温度を表す冷却水温Tを検出する。次にステップ
103において、吸気量Q及び冷却水温Tから現在の運
転状態における目標空燃比A/Fを決定し、ステップ1
04において、燃焼室1内の混合気がこの空燃比A/F
となるように必要燃料量Fを決定し、ステップ105に
進む。
【0012】ステップ105において、燃料温度センサ
22により燃料温度Kを検出し、ステップ106におい
て、燃料温度Kを考慮して必要燃料量Fが噴射されるよ
うに噴射弁7の開弁時間τを決定する。この時、燃料温
度Kが低いと、燃料の比重が大きくなるために同じ開弁
時間でも噴射される燃料量が増大することが考慮され
る。次にステップ107において、この開弁時間τが噴
射弁7の応答性により定まる最小開弁時間τ1以上であ
るかどうかが判断される。この判断が肯定される時ステ
ップ108に進み、噴射弁7には吸気行程中に開弁時間
τだけ電気的な開弁信号が与えられ、燃料噴射が実行さ
れる。次にステップ109において、良好な燃焼が実現
される時期Aでの点火が実行される。
【0013】一方、ステップ107における判断が否定
される時はステップ110に進み、噴射弁7には吸気行
程中に最小開弁時間τ1だけ電気的な開弁信号が与えら
れ、燃料噴射が実行される。次にステップ111におい
て、この時の燃料温度Kを考慮してステップ110にお
いて噴射された燃料量F1を逆算し、ステップ112に
おいて、この燃料量F1を基にこの時の目標空燃比A/
Fが得られるように制御弁14を開弁して吸気量Qを増
加させる。
【0014】次にステップ113において、この運転状
態における所望の機関回転数が得られるように吸気量Q
の増加量に応じて点火時期遅角量αを決定し、ステップ
114において、前述の点火時期Aからαだけ遅角され
た時期での点火が実行される。
【0015】それにより、ステップ110以降の処理に
よれば、この時必要以上に燃料が噴射されても、吸気量
が増加されるために所望の空燃比の混合気が形成され、
未燃燃料が多く排出されることは防止される。さらに点
火時期の遅角が実行されるために、機関回転数が必要以
上に上昇することは防止される。
【0016】ステップ110以降の処理が実行される時
は、燃料温度Kが低い機関暖機前である。この時におけ
る点火時期遅角は、点火時点で吸気乱れが少なくなって
いるために燃焼速度が低下して前述のように機関回転数
を低下させるだけでなく、燃焼終了時期が遅くなるため
に排気ガス温度が高まり、排気通路5に設けられている
触媒コンバータを早期に暖機して活性化させることが可
能となる。
【0017】本実施例において、ステップ112におけ
る吸気量Qの増加のために、制御弁14を有するバイパ
ス通路13を設けているが、この通路を省略して、この
時にはスロットル弁12の開度を増加させるようにして
もよい。また、排気通路5に酸素センサを設けて実際の
混合気空燃比を検出し、ステップ106における開弁時
間τの決定及びステップ112における吸気増量分の決
定をフィードバック制御することで各機関運転状態にお
ける所望の空燃比の混合気がより確実に形成されるよう
になる。
【0018】
【発明の効果】このように本発明による筒内噴射式内燃
機関の制御装置によれば、燃料量決定手段が各機関運転
状態における所望の空燃比が得られるように各機関運転
状態毎に吸気量に応じて必要燃料量を決定し、開弁時間
算出手段が電気駆動式の燃料噴射弁の開弁時間を燃料温
度を考慮して必要燃料量が噴射されるように算出し、算
出された開弁時間が前記燃料噴射弁の特性により定まる
最小開弁時間未満となる時、開弁指令手段が最小開弁時
間だけ燃料噴射弁へ開弁指令を与え、燃料量算出手段が
この時に噴射された燃料量を燃料温度を考慮して算出
し、吸気量制御手段が算出された燃料量を基にこの時の
機関運転状態における所望の空燃比が得られるように吸
気量を増加させるために、この時必要以上の燃料が燃焼
室内へ供給されるが、燃焼室内に形成される混合気はこ
の運転状態における所望の空燃比となり、未燃燃料が多
く排出されることは防止される。また、このままでは機
関回転数が高くなり過ぎるが、点火時期遅角手段がこの
時に点火時期を遅角するために、燃焼速度が遅くなって
機関回転数をこの運転状態における所望の値に維持する
ことができる。それにより、噴射弁として特に応答性に
優れたものを使用する必要はなく、また機関低負荷時専
用の噴射弁を別に設ける必要もなく、さらに燃料温度上
昇のためのヒータを設ける必要もないために、コストア
ップすることなく必要以上の燃料が噴射されることによ
る排気エミッション悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による制御装置を有する筒内噴射式内燃
機関の概略断面図である。
【図2】噴射弁の開弁時間制御、吸気量制御、及び点火
時期制御のためのフローチャートである。
【符号の説明】
1…燃焼室 3…吸気通路 7…噴射弁 10…蓄圧室 11…点火栓 12…スロットル弁 13…バイパス通路 14…制御弁 20…制御装置 21…冷却水温センサ 22…燃料温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 43/00 301 E H L B 45/00 360 A F02P 5/15

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各機関運転状態における所望の空燃比が
    得られるように各機関運転状態毎に吸気量に応じて必要
    燃料量を決定する燃料量決定手段と、燃料噴射弁の開弁
    時間を燃料温度を考慮して前記必要燃料量が噴射される
    ように算出する開弁時間算出手段と、算出された前記開
    弁時間が前記燃料噴射弁の特性により定まる最小開弁時
    間未満となる時、前記最小開弁時間だけ前記燃料噴射弁
    へ開弁指令を与える開弁指令手段と、この時に噴射され
    た燃料量を燃料温度を考慮して算出する燃料量算出手段
    と、算出された前記燃料量を基にこの時の機関運転状態
    における所望の空燃比が得られるように吸気量を増加さ
    せる吸気量制御手段と、この時に点火時期を遅角する点
    火時期遅角手段、とを具備することを特徴とする筒内噴
    射式内燃機関の制御装置。
JP933293A 1993-01-22 1993-01-22 筒内噴射式内燃機関の制御装置 Pending JPH0719084A (ja)

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