JPH08246935A - ディーゼルエンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンの燃料噴射装置

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JPH08246935A
JPH08246935A JP7045589A JP4558995A JPH08246935A JP H08246935 A JPH08246935 A JP H08246935A JP 7045589 A JP7045589 A JP 7045589A JP 4558995 A JP4558995 A JP 4558995A JP H08246935 A JPH08246935 A JP H08246935A
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JP
Japan
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injection
fuel
sub
nozzle
main
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Pending
Application number
JP7045589A
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English (en)
Inventor
Yoichi Uraki
洋一 浦木
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPH08246935A publication Critical patent/JPH08246935A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低中負荷域のエンジン騒音の低減と、高負荷
域のスモークの低減、出力の向上を図る。 【構成】 直噴式ディーゼルエンジンにおいて、主噴射
を行う主噴射ノズル100と、主噴射よりも燃料の少な
い副噴射を行う副噴射ノズル101と、エンジンの運転
条件を検出する手段102と、エンジンの運転条件に基
づいて主噴射ノズル100の噴射タイミングを制御する
手段103と、低中負荷域に主噴射の前にパイロット噴
射を行う一方、高負荷域に副噴射が主噴射に重なるよう
に副噴射ノズル101の噴射タイミングを制御する手段
104とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
の燃料噴射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】直噴式ディーゼルエンジンでは、図6の
ように燃料噴射ノズル1からピストン3の頂面に設けら
れた燃焼室2に燃料が噴射される。
【0003】この燃料噴射ノズル1として、図7のよう
な普通の噴射パターン(模式的に表してある)を有する
ものや、燃料圧力によりニードルを段階的にリフトさせ
て、初期の噴射率を下げるいわゆるパイロット噴射を行
うもの等がある(特開平4ー284118号公報等参
照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7の
ような噴射率特性のものだと、中負荷域から低負荷域
に、着火遅れ期間が長くなり、着火遅れ期間中に噴射し
た燃料が急激に燃焼するため、燃焼圧力が急激に立ち上
がり、このためエンジンからの放射音が大きい。
【0005】一方、パイロット噴射を行うものは、着火
遅れ期間中に噴射される燃料が抑えられるため、燃焼圧
力の急激な立ち上がりによるエンジンからの放射音を低
減できるが、その分高負荷時に燃料の噴射期間が長くな
る。このため、スモークが発生しやすい。
【0006】この発明は、このような問題点を解決でき
る燃料噴射装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、図8に示
すように直噴式ディーゼルエンジンにおいて、主噴射を
行う主噴射ノズル100と、主噴射よりも燃料の少ない
副噴射を行う副噴射ノズル101と、エンジンの運転条
件を検出する手段102と、エンジンの運転条件に基づ
いて主噴射ノズル100の噴射タイミングを制御する手
段103と、低中負荷域に主噴射の前にパイロット噴射
を行う一方、高負荷域に副噴射が主噴射に重なるように
副噴射ノズル101の噴射タイミングを制御する手段1
04とを設ける。
【0008】第2の発明は、第1の発明において、前記
副噴射ノズルの噴射タイミング制御手段は、低中負荷域
に主噴射の前にパイロット噴射を行う一方、高負荷域に
なるにしたがい副噴射が主噴射に重なるように制御す
る。
【0009】第3の発明は、第1の発明において、燃料
の着火を検出するためのセンサと、このセンサの検出を
基に燃料の着火遅れ期間を演算する演算手段と、着火遅
れ期間が所定値以上のときは副噴射ノズルの噴射タイミ
ングを進め、着火遅れ期間が所定値より短いときは副噴
射ノズルの噴射タイミングを遅らせる補正手段とを設け
る。
【0010】第4の発明は、第1の発明において、主噴
射用の燃料噴射ポンプと、副噴射用の燃料噴射ポンプと
を備える。
【0011】第5の発明は、第3の発明において、前記
センサは、筒内圧を検出するセンサである。
【0012】
【作用】第1の発明では、低中負荷域にパイロット噴射
を行うので、燃焼圧力の急激な立ち上がりによるエンジ
ンからの放射音が低減される一方、高負荷域に副噴射を
主噴射に重ねるので、噴射期間が短くなり、スモークの
発生が低減される。
【0013】第2の発明では、この場合高負荷域になる
にしたがい副噴射を主噴射に重ねるので、スモークの発
生がより低減される。
【0014】第3の発明では、第1の発明において、着
火遅れ期間を算出して、着火遅れ期間が所定値以上のと
きは副噴射ノズルの噴射タイミングを進め、着火遅れ期
間が所定値より短いときは副噴射ノズルの噴射タイミン
グを遅らせるので、最適な噴射タイミングが得られる。
【0015】第4の発明では、主噴射用の燃料噴射ポン
プにより主噴射ノズルの噴射タイミングが、副噴射用の
燃料噴射ポンプにより副噴射ノズルの噴射タイミング
が、独立に制御される。
【0016】第5の発明では、燃料の噴射開始後に、筒
内圧が所定値以上になった時点で、着火が検出される。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0018】図1、図2のように、10はエンジン本
体、11は吸気通路、12は排気通路である。
【0019】主噴射を行う主噴射ノズル13ならびに主
噴射よりも燃料の少ない副噴射を行う副噴射ノズル14
は、ピストン15の頂面の燃焼室16に噴孔が臨むよう
に配置される。
【0020】主噴射ノズル13には所定容量の主噴射用
燃料噴射ポンプ17から燃料が圧送され、副噴射ノズル
14にはこれより容量の小さい副噴射用燃料噴射ポンプ
18から燃料が圧送される。
【0021】主噴射用燃料噴射ポンプ17ならびに副噴
射用燃料噴射ポンプ18は、コントロールユニット19
からの制御信号によってそれぞれ燃料噴射時期(圧送時
期)ならびに燃料噴射量が制御される。
【0022】副噴射ノズル14は、主噴射ノズル13よ
りも噴孔径が小さく、噴霧角が広く形成されている。
【0023】主噴射ノズル13のシリンダヘッドへの取
付部には、筒内圧を検出する圧力センサ20が装着され
る。
【0024】コントロールユニット19には、エンジン
の回転速度、クランク角を検出するクランク角センサ2
1、アクセルの開度(エンジンの負荷)を検出するアク
セル開度センサ22、エンジンの冷却水温を検出する水
温センサ23、燃料の温度を検出する燃料温度センサ2
4等からの信号、ならびに圧力センサ20からの信号が
入力される。
【0025】コントロールユニット19により、これら
の信号に基づき、主噴射用燃料噴射ポンプ17、副噴射
用燃料噴射ポンプ18の燃料噴射時期、燃料噴射量が、
即ち主噴射ノズル13の燃料噴射タイミング、燃料噴射
量、および副噴射ノズル14の燃料噴射タイミング、燃
料噴射量が制御される。
【0026】なお、25は排気の一部を吸気系に再循環
するEGR通路、26はEGR弁である。
【0027】次に、コントロールユニット19による制
御内容を図3のフローチャートに基づいて説明する。
【0028】ステップ1では、エンジンの回転速度、ク
ランク角、アクセル開度、冷却水温、燃料温度を読み込
む。
【0029】ステップ2では、エンジンの回転速度とア
クセル開度を基に所定のマップから主噴射ノズル13の
基本的な噴射タイミングと副噴射ノズル14の基本的な
噴射タイミングを読み込む。
【0030】この主噴射ノズル13の噴射タイミング
は、冷却水温、燃料温度に応じて増量等の修正を行う。
副噴射ノズル14の噴射タイミングは、低中負荷域に主
噴射ノズル13の噴射タイミングの前の所定の時期に、
高負荷域に主噴射ノズル13の噴射タイミングに重なる
ように設定してある。
【0031】この場合、高負荷域になるにしたがい、副
噴射ノズル14の噴射タイミングが主噴射ノズル13の
噴射タイミングに重なるように設定して良い。
【0032】なお、主噴射ノズル13、副噴射ノズル1
4の燃料噴射量は、エンジンの回転速度、アクセル開
度、冷却水温、燃料温度を基に設定する。
【0033】ステップ3では、燃料噴射量、エンジンの
回転速度、冷却水温、燃料温度等を基に着火遅れ期間の
所定の基準値を読み込む。
【0034】一方、ステップ21、22では、圧力セン
サ20から筒内圧を測定し、筒内圧から着火遅れ期間を
算出する。
【0035】これは、測定した筒内圧と、燃焼がないモ
ータリング時の筒内圧(予め記憶してある)との差をと
り、その差が一定値以上になった時点で着火したと判定
し、その時期と主噴射ノズル13の噴射タイミングとの
差を着火遅れ期間としている。
【0036】そして、ステップ4では、算出した着火遅
れ期間を前記所定の基準値と比較し、基準値以上のとき
は、ステップ5にて副噴射ノズル14の噴射タイミング
を進めるように補正し、基準値よりも短いときは、ステ
ップ6にて副噴射ノズル14の噴射タイミングを遅らせ
るように補正する。
【0037】ステップ7〜10では、副噴射ノズル14
の噴射タイミングの主噴射ノズル13の噴射タイミング
とのずれの上限と下限を定め、上限値を越えたときは、
副噴射ノズル14の噴射タイミングを上限値に設定し、
下限値を越えたときは、副噴射ノズル14の噴射タイミ
ングを下限値に設定する。
【0038】ステップ11では、主噴射ノズル13、副
噴射ノズル14の噴射を実行する。
【0039】このような構成のため、低中負荷域には図
4(噴射パターンを模式的に表してある)のように主噴
射ノズル13による主噴射の前に副噴射ノズル14によ
るパイロット噴射が行われる。
【0040】このため、燃焼圧力の急激な立ち上がりが
抑制され、低中負荷域のエンジンの燃焼騒音(放射音)
が低減される。
【0041】また、高負荷域には主噴射ノズル13によ
る主噴射に副噴射ノズル14による副噴射が重なるよう
に制御される。
【0042】このため、燃料の噴射期間が短くなり、ス
モークが低減され、エンジンの出力が向上される。
【0043】なお、高負荷域になるにしたがい主噴射ノ
ズル13による主噴射に副噴射ノズル14による副噴射
が重なるようにすれば、よりスモークが低減される。
【0044】一方、筒内圧を基に算出した着火遅れ期間
が所定値以上のとき副噴射を進め、所定値よりも短いと
き副噴射を遅らせるように補正するので、低中負荷域の
エンジンの燃焼騒音がより的確に低減され、高負荷域に
スモークが一層低減される。
【0045】また、これにより高負荷域には、図5(噴
射パターンを模式的に表してある)のように副噴射が主
噴射の開始と同時に行われ、したがって高噴射率となる
ため、エンジンの出力が十分に向上される。
【0046】なお、副噴射ノズル14は、噴孔径が小さ
く、噴霧角が広いため、副噴射は小さな噴霧となり、良
好な着火性が得られる。
【0047】なお、圧力センサ20の代わりに着火セン
サを用いて着火遅れ期間を算出するようにしても良い。
【0048】
【発明の効果】以上のように第1の発明によれば、直噴
式ディーゼルエンジンにおいて、主噴射を行う主噴射ノ
ズルと、主噴射よりも燃料の少ない副噴射を行う副噴射
ノズルと、エンジンの運転条件を検出する手段と、エン
ジンの運転条件に基づいて主噴射ノズルの噴射タイミン
グを制御する手段と、低中負荷域に主噴射の前にパイロ
ット噴射を行う一方、高負荷域に副噴射が主噴射に重な
るように副噴射ノズルの噴射タイミングを制御する手段
とを設けたので、着火遅れ期間の長い低中負荷域に燃焼
騒音を低減できると共に、高負荷域に噴射期間を短くし
て出力の向上、スモークの低減を図れる。
【0049】第2の発明によれば、前記副噴射ノズルの
噴射タイミング制御手段は、低中負荷域に主噴射の前に
パイロット噴射を行う一方、高負荷域になるにしたがい
副噴射が主噴射に重なるように制御するので、スモーク
がより低減される。
【0050】第3の発明によれば、燃料の着火を検出す
るためのセンサと、このセンサの検出を基に燃料の着火
遅れ期間を演算する演算手段と、着火遅れ期間が所定値
以上のときは副噴射ノズルの噴射タイミングを進め、着
火遅れ期間が所定値より短いときは副噴射ノズルの噴射
タイミングを遅らせる補正手段とを設けたので、低中負
荷域に燃焼騒音をより的確に低減できると共に、高負荷
域に出力をより向上でき、スモークを一層低減できる。
【0051】第4の発明によれば、主噴射用の燃料噴射
ポンプと、副噴射用の燃料噴射ポンプとを備えるので、
主噴射ノズルの噴射タイミングと、副噴射ノズルの噴射
タイミングとを容易に制御できる。
【0052】第5の発明によれば、筒内圧を検出するセ
ンサにより、着火遅れ期間を的確に計測できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の構成図である。
【図2】噴射ノズルの配置図である。
【図3】制御内容を示すフローチャートである。
【図4】低中負荷域の噴射パターンを示す模式図であ
る。
【図5】高負荷域の噴射パターンを示す模式図である。
【図6】従来例の噴射ノズルの配置図である。
【図7】噴射パターンを示す模式図である。
【図8】発明の構成図である。
【符号の説明】
10 エンジン本体 13 主噴射ノズル 14 副噴射ノズル 17 主噴射用燃料噴射ポンプ 18 副噴射用燃料噴射ポンプ 19 コントロールユニット 20 圧力センサ 21 クランク角センサ 22 アクセル開度センサ 23 水温センサ 24 燃料温度センサ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直噴式ディーゼルエンジンにおいて、主
    噴射を行う主噴射ノズルと、主噴射よりも燃料の少ない
    副噴射を行う副噴射ノズルと、エンジンの運転条件を検
    出する手段と、エンジンの運転条件に基づいて主噴射ノ
    ズルの噴射タイミングを制御する手段と、低中負荷域に
    主噴射の前にパイロット噴射を行う一方、高負荷域に副
    噴射が主噴射に重なるように副噴射ノズルの噴射タイミ
    ングを制御する手段とを設けたことを特徴とするディー
    ゼルエンジンの燃料噴射装置。
  2. 【請求項2】 前記副噴射ノズルの噴射タイミング制御
    手段は、低中負荷域に主噴射の前にパイロット噴射を行
    う一方、高負荷域になるにしたがい副噴射が主噴射に重
    なるように制御する請求項1に記載のディーゼルエンジ
    ンの燃料噴射装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のディーゼルエンジンの
    燃料噴射装置において、燃料の着火を検出するためのセ
    ンサと、このセンサの検出を基に燃料の着火遅れ期間を
    演算する演算手段と、着火遅れ期間が所定値以上のとき
    は副噴射ノズルの噴射タイミングを進め、着火遅れ期間
    が所定値より短いときは副噴射ノズルの噴射タイミング
    を遅らせる補正手段とを設けたことを特徴とするディー
    ゼルエンジンの燃料噴射装置。
  4. 【請求項4】 主噴射用の燃料噴射ポンプと、副噴射用
    の燃料噴射ポンプとを備えている請求項1に記載のディ
    ーゼルエンジンの燃料噴射装置。
  5. 【請求項5】 前記センサは、筒内圧を検出するセンサ
    である請求項3に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射
    装置。
JP7045589A 1995-03-06 1995-03-06 ディーゼルエンジンの燃料噴射装置 Pending JPH08246935A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1128050A2 (en) 2000-02-25 2001-08-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injection control apparatus
WO2004022959A1 (ja) * 2002-09-09 2004-03-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 内燃機関の制御装置
WO2017069088A1 (ja) * 2015-10-22 2017-04-27 ヤンマー株式会社 エンジン

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