JPH07286538A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】壁流燃料の形成状態を制御することで、始動
性、運転性、排気特性等の改善をすること。 【構成】壁流燃料の形成状態を水温Twや外気温Ta等に基
づいて推定し(S2,S3,S4)、該推定結果に基づいてプレッ
シャーレギュレータ21を介して燃料圧力を調整すること
で(S5)、燃料噴射弁７からの燃料の噴射圧力を可変制御
する。従って、暖機完了後には、この状態に応じた燃料
噴射圧力に調整して高温の吸気弁９へ向けて良好に燃料
を噴射し燃料の気化の最適化を図れる一方で、冷機時等
には、この状態に応じて燃料噴射圧力を増大し、噴霧の
微粒化促進、壁流燃料の付着厚さの軽減を図って燃料の
気化を最適化できるので、暖機時の燃焼改善と、冷機時
の燃焼改善（始動性・運転性・排気特性等）の両立を図
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料噴射制
御装置の改良に関し、特に壁流燃料の形成状態を制御す
ることにより、始動性・運転性・排気特性等を改善する
ための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、弁機構を備える内燃機関では、
吸気通路に臨ませて設けた燃料噴射弁から噴射された燃
料を、燃焼熱により高温となった吸気弁に向けて噴射し
衝突させることで、燃料の気化を促進し、該気化の促進
した燃料を気筒内に導くことにより、燃焼の改善を図る
ことが一般的に採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特に、
冷機状態での始動時においては、吸気弁は低温であるた
め、該吸気弁に衝突する燃料は気化できないどころか、
吸気弁や吸気通路の壁面に液体の状態で付着して、所謂
壁流燃料となる。そして、この壁流燃料は、液体のまま
気筒内に流れ込むことになるから、機関の始動性を悪化
させる原因となる。さらに、燃料噴射弁から噴射された
燃料の一部が、壁流燃料を形成するために使用されるこ
とから、壁流燃料の形成期間中にあっては実際に気筒内
へ導入される燃料量が減少するため、この点でも始動に
適した混合気の供給が困難となり始動性を悪化させるた
め、始動時増量を大きくする必要があり、後述の完爆後
における問題を助長することになる。

【０００４】即ち、完爆後（始動後）においては、液体
のまま気筒内に流れ込んだ壁流燃料と、吸気弁や吸気通
路の壁面に付着している壁流燃料と、が燃焼熱を受けて
同時に気化することとなるため、気筒内に導入される混
合気の空燃比がオーバーリッチ化して、排気有害成分
（特に、ＨＣ、ＣＯ）を増加させたり、機関回転の過上
昇を招くという問題を生じさせていた。

【０００５】なお、かかる壁流燃料の気化状態の問題
は、始動時ほど顕著ではないにしても、通常運転時の低
温時にも運転性・排気特性の面で問題となる。本発明
は、かかる従来の問題に鑑みなされたものであり、運転
状態に応じて壁流燃料の形成状態を制御することで、始
動性、運転性、排気特性等を改善できるようにした内燃
機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
また、本発明では、かかる制御を行なう場合の、低コス
ト化、高精度化等をも目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載の発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置は、図１
に示すように、吸気系内に燃料を噴射供給する燃料噴射
供給手段Ａと、吸気系内壁面に付着する壁流燃料の形成
状態を推定する壁流燃料形成状態推定手段Ｂと、前記壁
流燃料の形成状態の推定結果に基づいて燃料噴射供給手
段Ａからの燃料の噴射圧力を制御する燃料噴射圧力制御
手段Ｃと、を備えるようにした。

【０００７】請求項２に記載の発明は、前記壁流燃料形
成状態推定手段が、機関温度に基づいて壁流燃料の形成
状態を推定するように構成した。請求項３に記載の発明
は、前記壁流燃料形成状態推定手段が、機関温度と外気
温度とに基づいて壁流燃料の形成状態を推定するように
構成した。請求項４に記載の発明は、前記壁流燃料形成
状態推定手段が、機関始動後の時間経過を壁流燃料の形
成状態の推定条件として含むように構成した。

【０００８】請求項５に記載の発明は、前記燃料噴射圧
力制御手段が、前記燃料噴射供給手段に連通する燃料供
給系内の燃料圧力を燃料圧力調整手段を介して制御する
ことより、燃料噴射供給手段からの燃料の噴射圧力を制
御するようにした。請求項６に記載の発明は、前記燃料
噴射圧力制御手段が、前記燃料噴射供給手段に連通する
燃料吐出ポンプの吐出量を制御することにより、燃料噴
射供給手段からの燃料の噴射圧力を制御するようにし
た。

【０００９】

【作用】上記の構成を備える請求項１に記載の発明にか
かる内燃機関の燃料噴射制御装置では、前記壁流燃料形
成状態推定手段により壁流燃料の形成状態を推定し、前
記燃料噴射圧力制御手段により、該推定結果に基づいて
燃料噴射供給手段からの燃料の噴射圧力を可変制御す
る。これにより、例えば、壁流燃料の形成が少ない状
態、即ち暖機完了後等の燃料の気化が良好であると推定
された場合には、この状態に応じた燃料噴射圧力に調整
し、例えば高温となった吸気弁へ向けて良好に燃料を噴
射し燃料の気化の最適化を図る一方で、燃料の気化が悪
く壁流燃料が多量に形成されるような場合、即ち低温時
等には、この状態に応じて燃料噴射圧力を増大制御し、
噴霧の微粒化を促進すると共に、噴霧角を拡げて壁流燃
料の付着厚さを薄くし、燃料を気化し易くすることで、
低温時の燃焼の改善を図ることができるので、以って暖
機時及び冷機時共に始動性・運転性・排気特性等を最適
化することができる。

【００１０】請求項２に記載の発明のように、前記壁流
燃料形成状態推定手段を、機関温度に基づいて壁流燃料
の形成状態を推定するようにすれば、通常備わる水温セ
ンサ等を用いることが可能となるので、低コスト化を図
ることができる。また、機関の始動時において機関温度
（例えば、水温）に基づく壁流燃料の形成状態の推定結
果に応じて設定された燃料噴射圧力を、始動後における
機関温度の上昇に従って通常運転時における燃料噴射圧
力に移行させることができるので、円滑な燃料噴射圧力
の切り換えが可能となり、以って運転性、排気特性の改
善をはかることができる。

【００１１】請求項３に記載の発明のように、前記壁流
燃料形成状態推定手段を、機関温度と外気温度とに基づ
いて壁流燃料の形成状態を推定するようにすれば、例え
ば略同等の機関温度であっても、外気温度が低い場合
と、高い場合と、で目標噴射圧力が異なる場合に対応す
ることができ、即ち、外気温度が低い場合の方が、高い
場合に比べて、燃料が気化し難いため、噴霧粒径の微粒
化・噴霧角の増大が要求されることに対応可能となり、
以って壁流燃料の形成状態の推定精度の向上による燃料
噴射圧力制御の高精度化が図れる。

【００１２】請求項４に記載の発明のように、前記壁流
燃料形成状態推定手段を、機関始動後の時間経過を壁流
燃料の形成状態の推定条件として含む構成にすれば、始
動時において高い燃料噴射圧力に制御されていた状態か
ら、通常運転時の燃料噴射圧力に、円滑に移行させるこ
とができるので、以って運転性、排気特性の改善を図る
ことができる。

【００１３】請求項５に記載の発明のように、前記燃料
噴射圧力制御手段を、前記燃料噴射供給手段に連通する
燃料供給系内の燃料圧力を燃料圧力調整手段を介して制
御することより、燃料噴射供給手段からの燃料の噴射圧
力を制御するようにすれば、簡単な構成により低コスト
化を図ることができる。請求項６に記載の発明のよう
に、前記燃料噴射圧力制御手段を、前記燃料噴射供給手
段に連通する燃料吐出ポンプの吐出量を制御することに
より、燃料噴射供給手段からの燃料の噴射圧力を制御す
るようにすれば、燃料噴射圧力制御は勿論、燃料噴射供
給手段への燃料供給量を必要最小限にして駆動損失の低
減や、燃料タンク内へのリターン量を減らしてエバポ燃
料の発生を低減できる。

【００１４】

【実施例】以下に本発明にかかる実施例を図面に基づい
て説明する。図２において、機関１には、図示しないエ
アクリーナ、吸入空気流量Ｑを検出するエアフローメー
タ２、スロットル弁３、吸気ダクト４、吸気マニホール
ド５、吸気ポート６等を介して空気が吸入される。吸気
マニホールド５の各ブランチ部には、その下流側に位置
するシリンダヘッドに設けられた吸気ポート６方向に燃
料噴射可能に各気筒毎に燃料噴射弁７が備えられ、か
つ、燃料噴射弁７は、暖機後における燃料の気化促進の
ために、当該燃料噴射弁７から噴射される燃料が吸気弁
９と衝突可能に配設されている。

【００１５】この燃料噴射弁７は、ソレノイドに通電さ
れて開弁し、通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁
であって、コントロールユニット50からの駆動パルス信
号により通電されて開弁し、燃料ポンプ（Ｐ）20から圧
送されてプレッシャレギュレータ（Ｐ／Ｒ）21により所
定圧力に制御された燃料を噴射供給する。当該燃料噴射
弁７が、本発明にかかる燃料噴射供給手段を構成する。

【００１６】また、機関１の各燃焼室には点火栓８が設
けられており、この点火栓８をコントロールユニット50
からの点火信号に基づいて作動させて、吸気弁９を介し
て燃焼室に導入される混合気に火花点火して燃焼を行な
わせるようになっている。機関１の各気筒には吸気弁
９、排気弁10が設けられており、これら各弁９，10は、
図示しないクランクシャフトと連動するカム機構によっ
て、所定タイミングで開閉駆動され、吸気弁９の開弁に
より前記燃料噴射弁７から噴射された燃料と当該燃料の
燃焼に必要な空気との混合気を各燃焼室内へ導入する一
方、排気弁10の開弁により燃焼ガスの排出を行なう。

【００１７】前記排気弁10の開弁により排出される燃焼
ガスは、排気ポート11、排気マニホールド12、排気管1
3、排気浄化触媒としての三元触媒14、図示しない消音
装置を介して浄化、消音されて後に、大気中に排出され
ることになる。なお、排気マニホールド12には、空燃比
センサ18が設けられ、所定の運転条件で、該空燃比セン
サ15のリッチ・リーン反転信号に基づいて、コントロー
ルユニット50では空燃比フィードバック制御を行い、以
って空燃比を目標空燃比（理論空燃比）近傍に維持し
て、上述の三元触媒14の浄化効率を最大に高めるように
している。

【００１８】ところで、燃料タンク22に貯留された燃料
を燃料供給パイプ23を介して燃料噴射弁６に圧送供給す
る燃料ポンプ20と、燃料ポンプ（Ｐ）20の下流側で前記
燃料供給パイプ23から分岐する燃料パイプ24に連結され
燃料圧力の調整を行なう燃料圧力調節可能なプレッシャ
ーレギュレータ（Ｐ／Ｒ）21と、プレッシャーレギュレ
ータ21からの余剰燃料を燃料タンク22へ戻す燃料リター
ンパイプ25と、が設けられている。当該プレッシャーレ
ギュレータ21の圧力調整制御は、後述するコントロール
ユニット50により行なわれる。

【００１９】なお、プレッシャーレギュレータ21は、例
えば、図３に示すような構成を備えている。つまり、通
常のプレッシャーレギュレータ21は、ダイアフラム21Ａ
で仕切られた負圧室21Ｂの負圧の大きさと、スプリング
21Ｃの押圧力と、により弁21Ｄを上下動させて（開閉さ
せて）、燃料噴射弁７側の燃料供給パイプ23、燃料パイ
プ24内の燃料圧力を所定圧力に維持し、余剰燃料を燃料
リターンパイプ25側へ排出するようになっているが、本
実施例では、スプリングシート21Ｅを、コントロールユ
ニット50からの信号に基づき制御されるステッピングモ
ータ等を介してネジ部を有するシャフト部材21Ｆを回転
させて上下動させることにより、スプリング21Ｃのセッ
ト圧を変更可能にし、以って弁21Ｄの開弁圧力、即ち燃
料圧力の調整を可能にしている。なお、プレッシャーレ
ギュレータ21の弁21Ｄの開弁圧力を可変制御できる構成
であれば、該構成に限定されるものではない。また、燃
料噴射弁７側の燃料供給パイプ23、燃料パイプ24内の燃
料圧力を調整する他の方法としては、例えば、図10に示
すように、燃料ポンプ20’の燃料吐出量を、コントロー
ルユニット50により、運転状態（機関負荷、機関回転速
度、機関温度等）に基づき可変制御するようにすること
ができる。この場合に、燃料圧力センサ27を備えるよう
にして、検出圧力が目標燃料圧力になるように、フィー
ドバック制御を行なうようにしてもよい（図２の場合も
同様にすることができる）。なお、機関運転状態の検出
手段として、吸気圧センサを設け、この信号により機関
負荷（Ｔｐに相当）を検出する構成としても構わない。
また、燃料圧力の異常増大を防止すべく、リリーフバル
ブ26を設けるのが望ましい。

【００２０】前記プレッシャーレギュレータ21、或いは
前記燃料ポンプ20’が、それぞれ本発明にかかる燃料噴
射圧力制御手段のうちの燃料圧力調整手段、或いは燃料
吐出ポンプを構成する。また、図２で図示しないカムシ
ャフト或いはクランクシャフトには、クランク角度所定
角度毎のパルス信号を出力するクランク角センサ15が設
けられ、このセンサの出力信号は、コントロールユニッ
ト50に入力される。

【００２１】そして、機関の冷却水温Ｔｗを検出する水
温センサ16が、機関１の冷却ジャケットに臨んで設けら
れ、当該水温センサ16の信号もコントロールユニット50
へ入力されるようになっている。さらに、外気温度Ｔａ
を検出する外気温センサ17が設けられ、当該外気温セン
サ16の信号もコントロールユニット50へ入力されるよう
になっている。

【００２２】コントロールユニット50は、ＣＰＵ，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイス等
を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種
センサからの入力信号を受け、前記燃料噴射弁７、点火
栓８、プレッシャーレギュレータ21、燃料ポンプ20，2
0’等の作動を制御する。かかるコントロールユニット5
0では、燃料噴射弁７の通常運転時における燃料噴射制
御は、概略以下のようにして行なわれる。

【００２３】すなわち、コントロールユニット50は、前
記エアフローメータ２により検出される吸入空気流量Ｑ
ａと、クランク角センサ15のパルス信号を一定時間カウ
ントして求めた機関回転速度Ｎｅと、から基本燃料噴射
パルス幅Ｔｐ（Ｔｐ＝ｋ×Ｑ／Ｎ，ｋは定数）を演算
し、該基本燃料噴射パルス幅Ｔｐを各種補正係数（例え
ば、空燃比フィードバック補正係数、水温補正係数、学
習補正係数、負荷補正係数等）により補正して得られる
最終的な燃料噴射パルス幅Ｔｅを駆動パルス信号とし
て、燃料噴射弁７に送るようになっている。なお、本実
施例の場合は、さらに、後述するように燃料噴射弁７か
らの燃料の噴射圧力を可変制御するため、燃料圧力の大
きさに応じて燃料噴射量が変化するのを防止すべく、燃
料圧力の大きさに応じて燃料噴射パルス幅Ｔｅを補正で
きるようになっている。

【００２４】一方、始動時には、例えば、イグニション
キースイッチ17のスタート信号を受け、すなわち、クラ
ンキング時に次式により求められる始動時燃料噴射パル
ス幅CSP_1LNの信号を燃料噴射弁７に送り、該信号に応じ
て燃料噴射弁７を開弁駆動して、吸気ポート６内に燃料
を所定量噴射するようになっている。 CSP_1LN＝CSP_1LNTWK ×Ｋ_LN×Ｋ_LT 但し、CSP_1LN：始動時燃料噴射パルス幅 CSP_1LNTWK ：始動時基本燃料噴射パルス幅 Ｋ_LN：回転速度補正係数 Ｋ_LT：時間補正係数 前記始動時基本燃料噴射パルス幅CSP_1LNTWK は、機関温
度に応じて予め設定記憶されている燃料噴射パルス幅、
回転速度補正係数Ｋ_LNはクランキング回転速度に応じて
予め設定記憶されている変数、時間補正係数Ｋ_LTはクラ
ンキング時間に応じて予め設定記憶されている変数であ
る。

【００２５】この場合、上記始動時燃料噴射パルス幅CS
P_1LNは、時間経過と共に小さくなり、所定時間経過後に
は通常運転時の燃料噴射パルス幅CSP₁となる。なお、本
実施例では、さらに、燃料噴射弁７からの燃料の噴射圧
力を可変制御するため、燃料圧力の大きさに応じて燃料
噴射量が変化するのを防止すべく、燃料圧力の大きさに
応じて始動時燃料噴射パルス幅CSP_1LNを補正できるよう
になっている。

【００２６】ところで、本実施例では、低温始動時或い
は低温通常運転時において吸気弁９に向けて噴射された
燃料が気化することができずに、吸気ポート６や吸気弁
９に液体の状態で付着して壁流燃料となることにより生
じる不具合、即ち、壁流燃料が液体のまま気筒内に流れ
込み、始動性・運転性を悪化させることや、完爆後（始
動完了後）において、当該液体のまま気筒内に流れ込ん
だ壁流燃料と、吸気弁や吸気通路の壁面の壁流燃料と、
が燃焼熱により気化することとなるため、空燃比がオー
バーリッチ化して、排気有害成分（特に、ＨＣ、ＣＯ）
の発生を増加させたり、機関回転の過上昇を招くという
問題を解決するために、当該壁流燃料の形成状態の制御
を行なうが、かかる壁流燃料の形成状態の制御（即ち、
燃料噴射圧力制御）についての考え方等を以下に説明す
る。

【００２７】本実施例では、燃料噴射弁７から噴射され
る噴霧燃料の特性に着目し、これを利用することで低温
時における壁流燃料の形成状態を制御するようにしてい
る。着目点の１つ目は、燃料噴射弁７から噴射される燃
料の噴射圧力の増大が、噴霧燃料の粒径を小さくする傾
向にあるため（図７，図８参照）、この傾向に着目し、
低温時には噴射圧力を増大制御して、噴霧燃料の微粒化
を促進して霧化、延いては気化の促進を図り、以って壁
流燃料量を低減することにある。かかる図８は、大気圧
条件での実験結果（即ち、吸気管内圧力・温度を大気条
件とした場合の実験結果）である。平均噴霧粒径Ｄ
₃₂は、所謂Sauter Mean Diameterを意味する。なお、平
均噴霧粒径Ｄ₃₂は、始動性や運転性の面から100 μｍ以
下であることが望ましい。

【００２８】２つ目は、燃料噴射弁７から噴射される燃
料の噴射圧力の増大が、噴霧燃料の広がり角（噴霧角）
を大きくする傾向にあるため（図７，図９参照）、この
傾向に着目して、低温時には噴射圧力を増大制御して、
噴霧角を拡げて壁流燃料の形成範囲を拡げることで、壁
流燃料の付着厚さを薄くし、以って壁流燃料を気化し易
い状態におくことにある。

【００２９】以上のような考え方に基づいて、本実施例
にかかるコントロールユニット50が行なう具体的な燃料
噴射制御（燃料噴射圧力制御）を、図３に示すフローチ
ャートに従って説明する。ステップ１（図では、Ｓ１と
記してある。以下、同様。）では、イグニションキース
イッチ（ＩＧＮ／ＳＷ）17のスタート位置ＯＮ信号が入
力されているか否かを判断する。ＹＥＳであれば、ステ
ップ２へ進む、ＮＯであればステップ８へ進む。

【００３０】ステップ２では、水温センサ16からの入力
信号に基づいて、機関水温Ｔｗを検出する。ステップ３
では、外気温センサ17からの入力信号に基づいて、外気
温Ｔａを検出する。ステップ４では、水温Ｔｗと外気温
Ｔａとに基づき設定されたマップを参照して（或いは演
算よって）、燃料噴射弁７側の燃料供給パイプ23、燃料
パイプ24内の燃料圧力が、目標の噴霧粒径・噴霧角が得
られる目標燃料圧力を求める。

【００３１】ステップ５では、当該目標燃料圧力が得ら
れるようにマップ等を参照して制御量を求め、プレッシ
ャーレギュレータ21を調整する。若しくは、前述したよ
うに、吐出量調整可能な燃料ポンプ20’を採用している
場合には、目標の噴霧粒径・噴霧角が得られる燃料圧力
となるように、燃料ポンプ20’の吐出量を調整するよう
にする。

【００３２】前記ステップ４、ステップ５が、本発明に
かかる壁流燃料形成状態推定手段と燃料噴射圧力制御手
段を構成する。ステップ６では、燃料圧力の大きさに応
じて燃料噴射量が変化するのを防止すべく、燃料圧力の
大きさに応じて前述の始動時燃料噴射パルス幅CSP_1LNを
補正して、燃料噴射弁７からの燃料の噴射を行なう。

【００３３】ステップ７では、機関の始動が完了した
か、即ち、Ｎｅが所定値以上となったかを判断し、ＹＥ
Ｓであれば、ステップ８へ進む。ＮＯであれば、機関の
始動が完了するまで、本ステップを継続する。なお、機
関の始動の完了の検出は、他には、例えばキースイッチ
がスタート位置からＯＮ位置に移動したことや、或いは
燃焼圧力センサの燃焼圧の検出結果に基づいて行なうこ
とができる。

【００３４】ステップ８では、始動開始からの時間経過
（又は水温上昇）に従って設定されているマップを参照
して（或いは演算により）、増大制御されている燃料圧
力を通常運転時における燃料圧力に徐々に減少させる制
御を行い、本フローを終了する。なお、かかる燃料圧力
の減少制御中も、燃料圧力の大きさに応じて前述の始動
時燃料噴射パルス幅CSP_1LN、或いは燃料噴射パルス幅Ｔ
ｅを補正するようになっている。ところで、かかる燃料
圧力を徐々に減少させて行く制御は、運転性等の面から
好ましいが、増大制御されている燃料圧力を通常運転時
における燃料圧力に直ちに変更するようにしても、本実
施例における壁流燃料の形成状態制御についての効果、
即ち、始動性・排気有害成分の改善効果を十分奏するこ
とができる。

【００３５】なお、本フローでは、水温Ｔｗと外気温Ｔ
ａとにより、目標燃料圧力（即ち、目標噴霧粒径・噴霧
角）を設定するようにしたので、例えば略同等の水温Ｔ
ｗであっても、外気温度が低い場合と、高い場合と、で
目標燃料圧力が異なる場合に対応することができる（即
ち、外気温Ｔａが低い場合の方が、高い場合に比べて、
燃料が気化し難いため、噴霧粒径の微粒化・噴霧角の増
大が要求されることに対応可能となる）。同様に、外気
温Ｔａが略同じでも、水温Ｔｗの高低により、目標燃料
圧力が異なる場合に対応することができる（即ち、水温
Ｔｗが低い場合の方が、高い場合に比べて、燃料が気化
し難いため、噴霧粒径の微粒化・噴霧角の増大が要求さ
れることに対応可能となる）。

【００３６】勿論、図４に示すように、ステップ11で、
水温Ｔｗのみを読み込み、ステップ12で、水温Ｔｗにの
み基づいて設定されたマップを参照して（或いは演算よ
って）、燃料噴射弁７側の燃料供給パイプ23、燃料パイ
プ24内の燃料圧力が、目標の噴霧粒径・噴霧角が得られ
る燃料圧力となるように、プレッシャーレギュレータ21
を制御するようにしても構わない。

【００３７】さらに、図５に示すように、ステップ21
で、水温Ｔｗを読み込み、ステップ22で水温Ｔｗが所定
温度Ｔ₁ 以上か否かを判断し、ＹＥＳであれば、ステッ
プ24で通常温度における燃料圧力に調整し、ＮＯであれ
ば、ステップ23で、燃料圧力を目標となる高圧に設定す
るようにしても構わない。ところで、本実施例では、燃
料圧力制御を低温始動時及び始動後所定時間内で行なう
ようにして説明したが、通常運転時で機関温度、外気温
度が低い時において壁流燃料の形成状態が運転性に悪影
響を及ぼすような場合にも、当該燃料圧力制御を採用す
るようにすることができる。

【００３８】また、無過給機関にあっては、吸気負圧の
大きさによって吸気管内に噴射された燃料の気化特性が
異り、過給気付き機関等にあっては過給圧が高く吸気管
内圧が高い場合と、過給圧が低く吸気管内圧が低い場合
と、では吸気管内に噴射された燃料の気化状態が異なる
ため、これらを考慮すべく吸気管内圧に応じて燃料圧力
を制御するように構成してもよい。

【００３９】なお、本実施例では、機関水温や外気温度
に基づいて壁流燃料の形成状態を推定するようにして説
明したが、勿論直接的に吸気マニホールド５や吸気ポー
ト６の内壁面温度や通路内温度を検出するようにすれ
ば、新たなセンサを必要とするもののより高精度に壁流
燃料の形成状態を推定することが可能となる。このよう
に、本実施例によれば、壁流燃料の形成状態を水温Ｔｗ
や外気温Ｔａ等に基づいて推定し、該推定結果に基づい
て燃料噴射弁７からの燃料の噴射圧力を可変制御するよ
うにしたので、燃料の気化が良好な場合、即ち暖機完了
後等には、この状態に応じた燃料噴射圧力に調整し、高
温となった吸気弁９へ向けて良好に燃料を噴射し燃料の
気化の最適化を図り、以って燃焼改善を図ることができ
る一方で、燃料の気化が悪く壁流燃料が多量に形成され
る場合には、この状態に応じて燃料噴射圧力を増大制御
し、噴霧の微粒化促進、壁流燃料の付着厚さの軽減を図
り、燃料を気化し易くすることで、以って低温時の燃焼
の改善、始動性（始動時間等の短縮）・運転性・排気特
性の改善を図ることができる。なお、始動性が向上する
ことにより、従来からよく用いられているコールドスタ
ート・インジェクタ・システム（吸気管のコレクタ部
〔集合部〕に燃料を噴射し、その後に各気筒へ燃料を分
配するようにして低温部分への噴霧燃料の直撃を防止し
て壁流燃料量を低減するようにしたシステム）や、吸気
をヒータで加熱する手段等を採用しなくて済むという利
点もある。

【００４０】さらに、通常の機関制御に使用される水温
センサ16や、外気温センサ17を利用して壁流燃料の形成
状態を推定するようにしたので、例えば吸気マニホール
ド５や吸気ポート６に別個新たな温度センサを取り付け
ることによる加工・製造コストの増大や、信頼性の低下
（例えば、シール性不良によるエアフローメータ２の検
出値と実際に気筒内へ吸入される空気量との誤差の発生
や、温度センサの脱落による機関の破損の可能性の増加
や、取付け穴加工時の切粉等の気筒内への吸引の可能性
の増加）を防止することができる。

【００４１】また、燃料の噴射圧力制御をプレッシャー
レギュレータ21により行なう場合には、簡単な構成によ
り低コスト化を図ることができる。そして、燃料噴射弁
７への燃料供給量を必要最小限にして駆動損失の低減
や、燃料タンク20内へのリターン量を減らしてエバポ燃
料の発生を低減するために、吐出量調整能な燃料ポンプ
を採用している場合には、この燃料ポンプを利用して本
発明にかかる燃料圧力の調整制御を行なうようにすれ
ば、別個にプレッシャーレギュレータ21等の圧力調整手
段を採用する必要がなく、コストの増大を招くことがな
い。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、壁流燃料の形成状態を推定し、該推定結
果に基づいて燃料の噴射圧力を可変制御するようにした
ので、燃料の気化が良好な場合においても、燃料の気化
が悪く壁流燃料が多量に形成される場合においても、燃
焼の改善を図ることができるので、以って始動性・運転
性・排気特性を改善することができる。

【００４３】請求項２に記載の発明によれば、前記壁流
燃料形成状態推定手段を、機関温度に基づいて壁流燃料
の形成状態を推定するようにしたので、通常備わる水温
センサ等を用いることが可能となるので、低コスト化を
図ることができる。また、機関の始動時において機関温
度（例えば、水温）に基づく壁流燃料の形成状態の推定
結果に応じて設定された燃料噴射圧力を、始動後におけ
る機関温度の上昇に従って通常運転時における燃料噴射
圧力に移行させることができるので、円滑な燃料噴射圧
力の切り換えが可能となり、以って運転性、排気特性の
改善をはかることができる。

【００４４】請求項３に記載の発明によれば、前記壁流
燃料形成状態推定手段を、機関温度と外気温度とに基づ
いて壁流燃料の形成状態を推定するようにしたので、例
えば略同等の機関温度であっても、外気温度が低い場合
と、高い場合と、で目標噴射圧力が異なる場合に対応す
ることができ、即ち、外気温度が低い場合の方が、高い
場合に比べて、燃料が気化し難いため、噴霧粒径の微粒
化・噴霧角の増大が要求されることに対応可能となり、
以って壁流燃料の形成状態の推定精度の向上による燃料
噴射圧力制御の高精度化が図れる。

【００４５】請求項４に記載の発明によれば、前記壁流
燃料形成状態推定手段を、機関始動後の時間経過に基づ
いて壁流燃料の形成状態を推定することを含んで構成し
たので、始動時において高い燃料噴射圧力に制御されて
いた状態から、通常運転時の燃料噴射圧力に、円滑に移
行させることができるので、以って運転性、排気特性の
改善をはかることができる。

【００４６】請求項５に記載の発明によれば、前記燃料
噴射圧力制御手段を、前記燃料噴射供給手段に連通する
燃料供給系内の燃料圧力を燃料圧力調整手段を介して制
御することより、燃料噴射供給手段からの燃料の噴射圧
力を制御するようにしたので、簡単な構成により低コス
ト化を図ることができる。請求項６に記載の発明によれ
ば、前記燃料噴射圧力制御手段を、前記燃料噴射供給手
段に連通する燃料吐出ポンプの吐出量を制御することに
より、燃料噴射供給手段からの燃料の噴射圧力を制御す
るようにしたので、燃料噴射圧力制御は勿論、燃料噴射
供給手段への燃料供給量を必要最小限にして駆動損失の
低減や、燃料タンク内へのリターン量を減らしてエバポ
燃料の発生を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかるブロック図

【図２】 本発明にかかる一実施例の全体構成図

【図３】 同上実施例におけるプレッシャーレギュレー
タの断面図

【図４】 同上実施例における燃料噴射制御を説明する
フローチャート

【図５】 図４における目標燃料圧力の設定部分を、他
の設定方法に置き換えた例を示すフローチャート

【図６】 図４、図５における目標燃料圧力の設定部分
を、他の設定方法に置き換えた例を示すフローチャート

【図７】 燃料噴射弁７から噴射された燃料噴霧を説明
する図

【図８】 燃料噴射量と燃料噴射圧力と平均粒径Ｄ₃₂と
の関係を示す実験データ

【図９】 燃料噴射量と燃料噴射圧力と噴霧角Ψとの関
係を示す実験データ

【図10】 吐出量調整可能な燃料ポンプ20’を用いた場
合の全体構成図

【符号の説明】

１ 機関 ５ 吸気マニホールド ６ 吸気ポート ７ 燃料噴射弁 ９ 吸気弁 16 水温センサ 17 外気温センサ 20 燃料ポンプ 20’ 吐出量調整可能な燃料ポンプ 21 プレッシャーレギュレータ 22 燃料タンク 50 コントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ０２Ｍ 69/00 ３４０ Ｒ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気系内に燃料を噴射供給する燃料噴射供
   給手段と、 吸気系内壁面に付着する壁流燃料の形成状態を推定する
   壁流燃料形成状態推定手段と、 前記壁流燃料の形成状態の推定結果に基づいて燃料噴射
   供給手段からの燃料の噴射圧力を制御する燃料噴射圧力
   制御手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の燃料噴射
   制御装置。
2. 【請求項２】前記壁流燃料形成状態推定手段が、機関温
   度に基づいて壁流燃料の形成状態を推定することを特徴
   とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 【請求項３】前記壁流燃料形成状態推定手段が、機関温
   度と外気温度とに基づいて壁流燃料の形成状態を推定す
   ることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴
   射制御装置。
4. 【請求項４】前記壁流燃料形成状態推定手段が、機関始
   動後の時間経過を壁流燃料の形成状態の推定条件として
   含むことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の
   内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 【請求項５】前記燃料噴射圧力制御手段が、前記燃料噴
   射供給手段に連通する燃料供給系内の燃料圧力を燃料圧
   力調整手段を介して制御することにより、燃料噴射供給
   手段からの燃料の噴射圧力を制御することを特徴とする
   請求項１〜請求項４の何れか１に記載の内燃機関の燃料
   噴射制御装置。
6. 【請求項６】前記燃料噴射圧力制御手段が、前記燃料噴
   射供給手段に連通する燃料吐出ポンプの吐出量を制御す
   ることにより、燃料噴射供給手段からの燃料の噴射圧力
   を制御することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れ
   か１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。