JPH0842381A - 内燃機関の制御方法及び制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御方法及び制御装置Info
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- JPH0842381A JPH0842381A JP6176435A JP17643594A JPH0842381A JP H0842381 A JPH0842381 A JP H0842381A JP 6176435 A JP6176435 A JP 6176435A JP 17643594 A JP17643594 A JP 17643594A JP H0842381 A JPH0842381 A JP H0842381A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- 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)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】圧縮行程と膨張行程との比が１以下の筒内燃料
噴射エンジンの制御方法及び制御装置において、すすの
発生，燃焼の不安定，ＮＯｘの増大を防止する制御装置
を提供するとともに、空気量が少なくなったとき、燃焼
の不安定を回避することを目的とする。 【構成】変化した空気量に基づいて燃料噴射時期を制御
するようにする。また、エンジンの制御装置１８に、変
化した空気量に基づいて燃料噴射時期を制御する手段９
７を付加する。 【効果】燃焼室内の空気量の変化に応じ燃料噴射時期を
制御できるので、すすの発生，燃焼の不安定，ＮＯｘの
増大を防止することができ、空気量が少なくなったと
き、燃焼の不安定を回避できる。
噴射エンジンの制御方法及び制御装置において、すすの
発生，燃焼の不安定，ＮＯｘの増大を防止する制御装置
を提供するとともに、空気量が少なくなったとき、燃焼
の不安定を回避することを目的とする。 【構成】変化した空気量に基づいて燃料噴射時期を制御
するようにする。また、エンジンの制御装置１８に、変
化した空気量に基づいて燃料噴射時期を制御する手段９
７を付加する。 【効果】燃焼室内の空気量の変化に応じ燃料噴射時期を
制御できるので、すすの発生，燃焼の不安定，ＮＯｘの
増大を防止することができ、空気量が少なくなったと
き、燃焼の不安定を回避できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関、例えば、ガ
ソリンエンジン，ディーゼルエンジン，天然ガスエンジ
ン等のうちの筒内燃料噴射エンジンの制御方法及び制御
装置に関する。
ソリンエンジン，ディーゼルエンジン，天然ガスエンジ
ン等のうちの筒内燃料噴射エンジンの制御方法及び制御
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関のうち、燃焼室に直接燃料が噴
射されるものは筒内燃料噴射エンジンと呼ばれる。筒内
燃料噴射エンジンとしては、ディーゼルエンジンが良く
知られているが、空気量の変化に対する燃料噴射時期の
制御手段は具備していない。また、圧縮行程と膨張行程
との比が１以下のエンジンとしては、ミラーサイクルエ
ンジンが知られている。しかし、ミラーサイクルエンジ
ンは上記の空気量の変化に対する燃料噴射時期の制御手
段を具備していない。
射されるものは筒内燃料噴射エンジンと呼ばれる。筒内
燃料噴射エンジンとしては、ディーゼルエンジンが良く
知られているが、空気量の変化に対する燃料噴射時期の
制御手段は具備していない。また、圧縮行程と膨張行程
との比が１以下のエンジンとしては、ミラーサイクルエ
ンジンが知られている。しかし、ミラーサイクルエンジ
ンは上記の空気量の変化に対する燃料噴射時期の制御手
段を具備していない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の筒内燃料噴射エ
ンジンの制御装置は、空気量が一定の条件で、燃料噴射
時期，点火時期を制御するようになっている。したがっ
て、圧縮行程と膨張行程との比が１以下になる筒内燃料
噴射エンジンをこの制御装置で制御すると、燃料量が多
いとき、局所的に混合気が過濃となり、ディーゼルエン
ジンのようにすすが発生する。また、燃料量が少ないと
き、点火プラグ近くの混合気が過薄になり、燃焼が不安
定になる。さらに、空気量が一定の条件で、燃料量を増
大すると、空燃比が小さくなり、窒素酸化物（ＮＯｘ）
の排出量が増大する。
ンジンの制御装置は、空気量が一定の条件で、燃料噴射
時期，点火時期を制御するようになっている。したがっ
て、圧縮行程と膨張行程との比が１以下になる筒内燃料
噴射エンジンをこの制御装置で制御すると、燃料量が多
いとき、局所的に混合気が過濃となり、ディーゼルエン
ジンのようにすすが発生する。また、燃料量が少ないと
き、点火プラグ近くの混合気が過薄になり、燃焼が不安
定になる。さらに、空気量が一定の条件で、燃料量を増
大すると、空燃比が小さくなり、窒素酸化物（ＮＯｘ）
の排出量が増大する。
【０００４】本発明は、圧縮行程と膨張行程との比が１
以下になる筒内燃料噴射エンジンにおいて、上記のすす
の発生，燃焼の不安定，ＮＯｘの増大を防止する制御方
法及び制御装置を提供することを目的とする。
以下になる筒内燃料噴射エンジンにおいて、上記のすす
の発生，燃焼の不安定，ＮＯｘの増大を防止する制御方
法及び制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】さらに、空気量可変手段によって、圧縮行
程と膨張行程の比が１より小さくなったとき、すなわ
ち、空気量が小さくなったとき、燃焼の不安定を回避す
ることを目的とする。
程と膨張行程の比が１より小さくなったとき、すなわ
ち、空気量が小さくなったとき、燃焼の不安定を回避す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、空気量を変
化させる空気量可変手段、例えば、吸気バルブ可変装
置，スロットルバルブ，吸入空気の圧縮機を具備する圧
縮行程と膨張行程との比が１以下になる筒内燃料噴射エ
ンジンの制御方法において、変化した空気量に基づいて
燃料噴射時期を制御するようにする。また、アクセルペ
ダルの踏み込み量でこの空気量が変化するように制御さ
れるものでは、アクセルペダルの踏み込み量に基づいて
燃料噴射時期を制御するようにする。さらに、前記エン
ジンの制御装置においては、変化した空気量に基づいて
燃料噴射時期を制御する手段を付加する。また、アクセ
ルペダルの踏み込み量でこの空気量が変化するように制
御されるものでは、アクセルペダルの踏み込み量に基づ
いて燃料噴射時期を制御する手段を付加する。
化させる空気量可変手段、例えば、吸気バルブ可変装
置，スロットルバルブ，吸入空気の圧縮機を具備する圧
縮行程と膨張行程との比が１以下になる筒内燃料噴射エ
ンジンの制御方法において、変化した空気量に基づいて
燃料噴射時期を制御するようにする。また、アクセルペ
ダルの踏み込み量でこの空気量が変化するように制御さ
れるものでは、アクセルペダルの踏み込み量に基づいて
燃料噴射時期を制御するようにする。さらに、前記エン
ジンの制御装置においては、変化した空気量に基づいて
燃料噴射時期を制御する手段を付加する。また、アクセ
ルペダルの踏み込み量でこの空気量が変化するように制
御されるものでは、アクセルペダルの踏み込み量に基づ
いて燃料噴射時期を制御する手段を付加する。
【０００７】
【作用】アクセルペダルの踏み込み量が増大すると、制
御装置によって、空気量可変手段が制御され、空気量が
増大する。これと連動して、燃料噴射時期制御手段によ
って噴射時期が制御され、混合気の過濃化によるすすの
発生が抑止され、かつ、燃料量の変化に応じて、空気量
可変手段が制御されるので、空燃比が１６から１８の値
になることがなく、ＮＯｘの排出量が抑制される。
御装置によって、空気量可変手段が制御され、空気量が
増大する。これと連動して、燃料噴射時期制御手段によ
って噴射時期が制御され、混合気の過濃化によるすすの
発生が抑止され、かつ、燃料量の変化に応じて、空気量
可変手段が制御されるので、空燃比が１６から１８の値
になることがなく、ＮＯｘの排出量が抑制される。
【０００８】さらに、空気量可変手段によって、圧縮行
程と膨張行程の比が１より小さくなったとき、すなわ
ち、空気量が小さくなったとき、燃料噴射時期が制御さ
れるので、燃焼の不安定が回避される。
程と膨張行程の比が１より小さくなったとき、すなわ
ち、空気量が小さくなったとき、燃料噴射時期が制御さ
れるので、燃焼の不安定が回避される。
【０００９】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１において、エンジン１に、凹み燃焼室を有する
ピストン２，吸気バルブ３，排気バルブ４，燃料噴射弁
５，点火プラグ６が取付けられ、吸気管７には、エアー
クリーナ８が、排気管９には、窒素酸化物浄化用の触媒
コンバータ１０が配置される。吸気バルブ３は、低負荷
用のカム１１，高負荷用のカム１２で駆動される。排気
バルブ４はカム１３で駆動される。カム１１は、ロッカ
アーム１４を押し、カム１２はロッカアーム１５を押
す。このとき、低負荷では電磁ソレノイド１６の作用
で、ロッカアーム１４が吸気バルブ３に接続される。高
負荷では電磁ソレノイド１７の作用で、ロッカアーム１
５が吸気バルブ３に接続される。点火プラグ６，燃料噴
射弁５，電磁ソレノイド１６，１７の動作は、制御装置
１８によって制御される。アクセルペダル１９の位置
は、ポテンショメータ２０によって、エンジンの回転速
度は、回転センサ２１によって、排気の空燃比は、空燃
比センサ２２によって、制御装置１８に入力される。
る。図１において、エンジン１に、凹み燃焼室を有する
ピストン２，吸気バルブ３，排気バルブ４，燃料噴射弁
５，点火プラグ６が取付けられ、吸気管７には、エアー
クリーナ８が、排気管９には、窒素酸化物浄化用の触媒
コンバータ１０が配置される。吸気バルブ３は、低負荷
用のカム１１，高負荷用のカム１２で駆動される。排気
バルブ４はカム１３で駆動される。カム１１は、ロッカ
アーム１４を押し、カム１２はロッカアーム１５を押
す。このとき、低負荷では電磁ソレノイド１６の作用
で、ロッカアーム１４が吸気バルブ３に接続される。高
負荷では電磁ソレノイド１７の作用で、ロッカアーム１
５が吸気バルブ３に接続される。点火プラグ６，燃料噴
射弁５，電磁ソレノイド１６，１７の動作は、制御装置
１８によって制御される。アクセルペダル１９の位置
は、ポテンショメータ２０によって、エンジンの回転速
度は、回転センサ２１によって、排気の空燃比は、空燃
比センサ２２によって、制御装置１８に入力される。
【００１０】アクセルペダル１９の踏み込み量に対し、
図２のように、燃料噴射弁５の燃料量を制御する。エン
ジン回転速度が大きいときの燃料量を小さくするのは、
エンジンの暴走を防止するための公知の事項である。燃
料量が小さいとき、空気量／燃料量の比が大きくなり、
混合気が希薄になるので、図３のごとく、噴射時期を圧
縮上死点近くまで遅らせ、点火プラグ６の近くに燃料を
集めて、着火を安定にする。燃料量が大きいときは、噴
射時期を吸気終りより早くし、燃料と空気の混合を促進
することは公知である。点火時期は図３に示すごとく、
噴射時期より遅れ、かつ、燃料量が大きいときは、遅れ
側に設定されることも公知である。図２，図３の燃料
量，噴射時期，点火時期は、制御装置１８によって制御
される。これらの制御は公知であるので、ここでは説明
を省略する。
図２のように、燃料噴射弁５の燃料量を制御する。エン
ジン回転速度が大きいときの燃料量を小さくするのは、
エンジンの暴走を防止するための公知の事項である。燃
料量が小さいとき、空気量／燃料量の比が大きくなり、
混合気が希薄になるので、図３のごとく、噴射時期を圧
縮上死点近くまで遅らせ、点火プラグ６の近くに燃料を
集めて、着火を安定にする。燃料量が大きいときは、噴
射時期を吸気終りより早くし、燃料と空気の混合を促進
することは公知である。点火時期は図３に示すごとく、
噴射時期より遅れ、かつ、燃料量が大きいときは、遅れ
側に設定されることも公知である。図２，図３の燃料
量，噴射時期，点火時期は、制御装置１８によって制御
される。これらの制御は公知であるので、ここでは説明
を省略する。
【００１１】高負荷カム１２，低負荷カム１１の形状を
図４に示す。低負荷カム１１によって、吸気バルブ３
は、圧縮行程の半ばまで開く。これに対し、高負荷カム
１２は、従来のものと同じで、圧縮行程の始めに、吸気
バルブ３が閉じる。したがって、電磁ソレノイド１６，
１７を切換動作し、燃料量が大きいときは、高負荷用カ
ム１２を吸気バルブ３に接続し、燃料量が小さいとき
は、低負荷用カム１１を吸気バルブ３に接続することに
よって、図５に示す空気量の特性が得られる。排気バル
ブ１３は、従来と同じく、排気（膨張）行程の終りに閉
じられる。このようにして、燃料量が小さいときの空気
量が小さくなるので、図６に示すごとく、燃料量が小さ
い領域の空燃比の増大が抑止され、燃料量が小さいとき
の燃焼が安定化する。このとき、図６の燃料量がａのと
き、すなわち切換時の空燃比が１６以下にならないよ
う、空気量を設定する。なぜなら、空燃比１６付近で窒
素酸化物の排出量が極大になるためである。このため、
図５の吸気弁閉じ時期は、空燃比が上記の条件を満足す
るように設定される。これにより、図７に示すごとく、
燃料量が小さい領域の炭化水素の排出量の増大を低減す
ると共に、窒素酸化物の排出量の増大が抑止できる。図
６の空燃比は、空燃比センサ２２によって検出され、空
燃比が、ａの点で１６に近付いたときは、燃料量を小さ
くするか、吸気弁閉時期を進めて、空燃比の修正動作を
行う。これにより、窒素酸化物の排出量の増大を防止す
る。
図４に示す。低負荷カム１１によって、吸気バルブ３
は、圧縮行程の半ばまで開く。これに対し、高負荷カム
１２は、従来のものと同じで、圧縮行程の始めに、吸気
バルブ３が閉じる。したがって、電磁ソレノイド１６，
１７を切換動作し、燃料量が大きいときは、高負荷用カ
ム１２を吸気バルブ３に接続し、燃料量が小さいとき
は、低負荷用カム１１を吸気バルブ３に接続することに
よって、図５に示す空気量の特性が得られる。排気バル
ブ１３は、従来と同じく、排気（膨張）行程の終りに閉
じられる。このようにして、燃料量が小さいときの空気
量が小さくなるので、図６に示すごとく、燃料量が小さ
い領域の空燃比の増大が抑止され、燃料量が小さいとき
の燃焼が安定化する。このとき、図６の燃料量がａのと
き、すなわち切換時の空燃比が１６以下にならないよ
う、空気量を設定する。なぜなら、空燃比１６付近で窒
素酸化物の排出量が極大になるためである。このため、
図５の吸気弁閉じ時期は、空燃比が上記の条件を満足す
るように設定される。これにより、図７に示すごとく、
燃料量が小さい領域の炭化水素の排出量の増大を低減す
ると共に、窒素酸化物の排出量の増大が抑止できる。図
６の空燃比は、空燃比センサ２２によって検出され、空
燃比が、ａの点で１６に近付いたときは、燃料量を小さ
くするか、吸気弁閉時期を進めて、空燃比の修正動作を
行う。これにより、窒素酸化物の排出量の増大を防止す
る。
【００１２】図８に示すごとく、吸気弁閉時期を遅らせ
ているので、圧縮ストロークが小さくなり、膨張ストロ
ークは変らないので、膨張圧縮比が２になり、膨張仕事
が有効にピストンに伝わるので、燃費率が１０％低減す
る。このような、吸気弁遅閉じは、ミラーサイクルエン
ジンとして公知であるが、ここでは、筒内噴射と組合わ
せた点に新規性がある。すなわち、膨張仕事を有効に活
用するミラーサイクルの効果と共に、筒内の空気量の低
減による燃料の安定化の効果を重畳したものである。
ているので、圧縮ストロークが小さくなり、膨張ストロ
ークは変らないので、膨張圧縮比が２になり、膨張仕事
が有効にピストンに伝わるので、燃費率が１０％低減す
る。このような、吸気弁遅閉じは、ミラーサイクルエン
ジンとして公知であるが、ここでは、筒内噴射と組合わ
せた点に新規性がある。すなわち、膨張仕事を有効に活
用するミラーサイクルの効果と共に、筒内の空気量の低
減による燃料の安定化の効果を重畳したものである。
【００１３】図１の実施例では、吸気バルブ３の閉時期
を制御して、燃料量が大きい領域の空気量を増大する方
法を示した。代案として、閉時期を固定したまま、過給
圧を高めることによっても、空気量を増大することがで
きる。このときは、膨張／圧縮比が、燃料量が大きい領
域でも２になるので、燃費率が全体的に低くなる。
を制御して、燃料量が大きい領域の空気量を増大する方
法を示した。代案として、閉時期を固定したまま、過給
圧を高めることによっても、空気量を増大することがで
きる。このときは、膨張／圧縮比が、燃料量が大きい領
域でも２になるので、燃費率が全体的に低くなる。
【００１４】以上のごとく、筒内噴射によって高空気過
剰率（高空燃比）での安定運転を可能にすると共に、吸
気バルブの遅閉じによって、膨張仕事の有効活用が可能
になるので、炭化水素，窒素酸化物の排出量を低減しな
がら、燃費率を大幅に低減することができる。
剰率（高空燃比）での安定運転を可能にすると共に、吸
気バルブの遅閉じによって、膨張仕事の有効活用が可能
になるので、炭化水素，窒素酸化物の排出量を低減しな
がら、燃費率を大幅に低減することができる。
【００１５】吸気バルブ３の遅閉じにおける、空気量の
増大は、前述のように、空気の過給圧力を加減するか、
吸気バルブ３の閉時期を加減するかによって実施され
る。図１の実施例では段階的に変化する方法を示した
が、これを連続的に変化させることも公知の技術で容易
に達成することができる。
増大は、前述のように、空気の過給圧力を加減するか、
吸気バルブ３の閉時期を加減するかによって実施され
る。図１の実施例では段階的に変化する方法を示した
が、これを連続的に変化させることも公知の技術で容易
に達成することができる。
【００１６】従来の筒内噴射システムは、シリンダ内の
空気量が一定の条件において、噴射時期，点火時期を設
定するようになっていた。しかし、本発明のように、燃
料が多い領域において、空気量を増す場合には充分対応
することが困難である。空気量が増加した際、噴射時期
が一定のままでは、点火プラグ６の近くの燃料の濃度が
小さくなり、燃焼が不安定になる。これを回避するため
には、空気量の変化に対して、噴射時期，点火時期を制
御する必要がある。
空気量が一定の条件において、噴射時期，点火時期を設
定するようになっていた。しかし、本発明のように、燃
料が多い領域において、空気量を増す場合には充分対応
することが困難である。空気量が増加した際、噴射時期
が一定のままでは、点火プラグ６の近くの燃料の濃度が
小さくなり、燃焼が不安定になる。これを回避するため
には、空気量の変化に対して、噴射時期，点火時期を制
御する必要がある。
【００１７】すなわち、本発明の要点は、 (1）負荷（燃料量）の変化に対して、空気量を正確に制
御し、かつ、噴射時期，点火時期を負荷の変化に対し、
正確に制御する。このとき、空燃比センサ２２によっ
て、排気の空燃比を検出し、これによって空気量の制御
の誤差を把握し、修正動作を行う。
御し、かつ、噴射時期，点火時期を負荷の変化に対し、
正確に制御する。このとき、空燃比センサ２２によっ
て、排気の空燃比を検出し、これによって空気量の制御
の誤差を把握し、修正動作を行う。
【００１８】(2）負荷の変化に対し、噴射時期，点火時
期を正確に制御し、かつ、空気量制御信号、例えば、図
１の電磁ソレノイド１６，１７の制御信号と同期して、
噴射時期，点火時期を制御する。
期を正確に制御し、かつ、空気量制御信号、例えば、図
１の電磁ソレノイド１６，１７の制御信号と同期して、
噴射時期，点火時期を制御する。
【００１９】のいずれかの手段を具備する必要がある。
【００２０】図９において、空気量がＧ2 のとき、噴射
時期は、燃料量が増大するほど、負になる。すなわち、
圧縮上死点を零にしているので、噴射時期が進み、−１
８０クランク角度、すなわち、圧縮行程の始めまで進
む。
時期は、燃料量が増大するほど、負になる。すなわち、
圧縮上死点を零にしているので、噴射時期が進み、−１
８０クランク角度、すなわち、圧縮行程の始めまで進
む。
【００２１】ミラーサイクルエンジンでは、過給圧力を
低下すると、空気量が低下し、例えば、Ｇ1 になる。こ
のとき、従来のように、燃料量に対する噴射時期を固定
していたのでは、理論空燃比近くの噴射時期が−９０度
となり、燃料と空気の混合が促進されない。これに対
し、本発明では、噴射時期を−１８０度まで進め、混合
を促進し、燃焼を安定化することができる。
低下すると、空気量が低下し、例えば、Ｇ1 になる。こ
のとき、従来のように、燃料量に対する噴射時期を固定
していたのでは、理論空燃比近くの噴射時期が−９０度
となり、燃料と空気の混合が促進されない。これに対
し、本発明では、噴射時期を−１８０度まで進め、混合
を促進し、燃焼を安定化することができる。
【００２２】図１０に本発明による制御のフロー図を示
す。図１０のブロック９１でエンジンの回転速度を検出
し、ブロック９２でアクセルペダルの踏込量を検出す
る。両者の値で、ブロック９３で、要求燃料量を演算す
る。図２の線図をマップ化したテーブルから要求値を読
み出す。図８において、燃料量がＦ1 より大きいとき
は、空気量はＧ2 に、Ｆ1 より小さいときは、Ｇ1 にな
る。燃料量に対し、空気量を連続的に定めることもでき
る。ブロック９４で、空燃比センサ２２によって、空燃
比を検出する。この値を基に、ブロック９５で、実際の
空気量を推定する。この推定値を基に、ブロック９６
で、空気量を修正する。これは、過給圧力を加減する
か、あるいは、吸気管７にスロットルバルブを設けて吸
気管圧力を加減するか、あるいは、吸気弁閉時期を加減
することによって行われる。ブロック９７において、図
９のような、燃料量と空気量，回転速度に対する噴射時
期の表から、噴射時期を決定し、ブロック９８で、実際
の燃料噴射を実行する。ブロック９９で、ブロック９７
の噴射時期の決定と同じ様に、燃料量，空気量，回転速
度に対する点火時期の表から点火時期を決定し、ブロッ
ク１００で実際の点火を実行する。
す。図１０のブロック９１でエンジンの回転速度を検出
し、ブロック９２でアクセルペダルの踏込量を検出す
る。両者の値で、ブロック９３で、要求燃料量を演算す
る。図２の線図をマップ化したテーブルから要求値を読
み出す。図８において、燃料量がＦ1 より大きいとき
は、空気量はＧ2 に、Ｆ1 より小さいときは、Ｇ1 にな
る。燃料量に対し、空気量を連続的に定めることもでき
る。ブロック９４で、空燃比センサ２２によって、空燃
比を検出する。この値を基に、ブロック９５で、実際の
空気量を推定する。この推定値を基に、ブロック９６
で、空気量を修正する。これは、過給圧力を加減する
か、あるいは、吸気管７にスロットルバルブを設けて吸
気管圧力を加減するか、あるいは、吸気弁閉時期を加減
することによって行われる。ブロック９７において、図
９のような、燃料量と空気量，回転速度に対する噴射時
期の表から、噴射時期を決定し、ブロック９８で、実際
の燃料噴射を実行する。ブロック９９で、ブロック９７
の噴射時期の決定と同じ様に、燃料量，空気量，回転速
度に対する点火時期の表から点火時期を決定し、ブロッ
ク１００で実際の点火を実行する。
【００２３】４ストロークエンジンの場合は、図１０に
示すブローチャートを２回転に１回、２ストロークエン
ジンの場合は、１回転に１回実行する。
示すブローチャートを２回転に１回、２ストロークエン
ジンの場合は、１回転に１回実行する。
【００２４】図１１に空気量の制御装置を示す。まず、
第１は、図１に示したごとき、吸気バルブ３の閉時期制
御装置１０１を電磁アクチュエータ１０７で制御する。
閉時期を遅らせると、空気量が減少し、閉時期を吸気行
程の終わりまで進めると、空気量が増加する。第２は、
吸気管７にスロットルバルブ１０２を設け、これを電動
アクチュエータ１０３で制御する。バルブ１０２を開け
ると、空気量が増加し、閉じると減少する。第３は、圧
縮機１０４を設け、これを電動するか、エンジン１で動
かし、空気圧力を高めて、空気量を増す。バイパスバル
ブ１０５を電動アクチュエータ１０６で動かし、バルブ
１０５を開けると、空気量が減少する。空気量は、大気
圧，空気温度の変化によって変わるので、温度センサ１
０８，圧力センサ１０９の出力信号を、制御装置１８に
入力し、所定の修正動作を行う。吸気バルブ３の閉時期
の経時変化によっても、空気量が変化する。したがっ
て、空燃比センサ２２の出力信号を制御装置１８に入力
し、図１０のブロック９５で、この出力信号を基に、空
気量を推定する。
第１は、図１に示したごとき、吸気バルブ３の閉時期制
御装置１０１を電磁アクチュエータ１０７で制御する。
閉時期を遅らせると、空気量が減少し、閉時期を吸気行
程の終わりまで進めると、空気量が増加する。第２は、
吸気管７にスロットルバルブ１０２を設け、これを電動
アクチュエータ１０３で制御する。バルブ１０２を開け
ると、空気量が増加し、閉じると減少する。第３は、圧
縮機１０４を設け、これを電動するか、エンジン１で動
かし、空気圧力を高めて、空気量を増す。バイパスバル
ブ１０５を電動アクチュエータ１０６で動かし、バルブ
１０５を開けると、空気量が減少する。空気量は、大気
圧，空気温度の変化によって変わるので、温度センサ１
０８，圧力センサ１０９の出力信号を、制御装置１８に
入力し、所定の修正動作を行う。吸気バルブ３の閉時期
の経時変化によっても、空気量が変化する。したがっ
て、空燃比センサ２２の出力信号を制御装置１８に入力
し、図１０のブロック９５で、この出力信号を基に、空
気量を推定する。
【００２５】空気量の最大値は、エンジン１の行程容積
と圧縮機の容量によって制約される。エンジン１の出
力、トルクを増すには、燃料量を、従来のエンジンと同
じ様に、図１２のごとく空燃比が１１になるまで、増す
必要がある。窒素酸化物ＮＯｘの濃度は、空燃比が１０
〜１８で極大値を示すので、この空燃比の領域を避け
て、エンジン１は運転される。図１３に示すごとく、空
燃量がｆ1 より小さいときは、空気量を小さく設定し、
空燃比を１８以上にする。燃料量がｆ2 より大きいとき
は、空気量を大きく設定し、空燃比を１４.７(理論空燃
比）以下に設定する。燃料量がｆ1 とｆ2 の間のとき
は、空気量を連続的に変えて、空燃比を理論空燃比に制
御する。この領域では、三元触媒によって、窒素酸化物
を浄化する。
と圧縮機の容量によって制約される。エンジン１の出
力、トルクを増すには、燃料量を、従来のエンジンと同
じ様に、図１２のごとく空燃比が１１になるまで、増す
必要がある。窒素酸化物ＮＯｘの濃度は、空燃比が１０
〜１８で極大値を示すので、この空燃比の領域を避け
て、エンジン１は運転される。図１３に示すごとく、空
燃量がｆ1 より小さいときは、空気量を小さく設定し、
空燃比を１８以上にする。燃料量がｆ2 より大きいとき
は、空気量を大きく設定し、空燃比を１４.７(理論空燃
比）以下に設定する。燃料量がｆ1 とｆ2 の間のとき
は、空気量を連続的に変えて、空燃比を理論空燃比に制
御する。この領域では、三元触媒によって、窒素酸化物
を浄化する。
【００２６】図１４に、空燃比に対するＮＯｘの排出量
の変化を示す。噴射時期が遅れるほど、ＮＯｘがピーク
を示す空燃比が大きくなる。曲線の●印以上の空燃比で
はエンジンの燃焼が不安定になる。したがって、●点の
右側で運転する。しかし、空燃比が小さくなると、ＮＯ
ｘが増大するので、●点ぎりぎりの空燃比で運転され
る。すなわち、噴射時期に対する空燃比の設定、あるい
は、空燃比に対する噴射時期の設定、あるいは燃料量に
対する空燃比の設定（図３）は、図１４のごとき実験デ
ータを基に定められる。空燃比が同じで、噴射時期が遅
れると、ＮＯｘが増大する。燃料量の増大に対して、空
燃比が小さくなる際に、噴射時期の進め制御が遅れる
と、ＮＯｘが増大する。しかし、本発明においては、燃
料噴射弁５は、電気的に制御されるので、遅れがなく、
したがって、ＮＯｘの増大が回避できる。
の変化を示す。噴射時期が遅れるほど、ＮＯｘがピーク
を示す空燃比が大きくなる。曲線の●印以上の空燃比で
はエンジンの燃焼が不安定になる。したがって、●点の
右側で運転する。しかし、空燃比が小さくなると、ＮＯ
ｘが増大するので、●点ぎりぎりの空燃比で運転され
る。すなわち、噴射時期に対する空燃比の設定、あるい
は、空燃比に対する噴射時期の設定、あるいは燃料量に
対する空燃比の設定（図３）は、図１４のごとき実験デ
ータを基に定められる。空燃比が同じで、噴射時期が遅
れると、ＮＯｘが増大する。燃料量の増大に対して、空
燃比が小さくなる際に、噴射時期の進め制御が遅れる
と、ＮＯｘが増大する。しかし、本発明においては、燃
料噴射弁５は、電気的に制御されるので、遅れがなく、
したがって、ＮＯｘの増大が回避できる。
【００２７】以上、筒内燃料噴射エンジンにおいて、点
火プラグで、混合気を着火，燃焼させる場合の実施例を
示したが、ディーゼルエンジンのように、自己着火する
エンジンにも適用することができる。また、吸気バルブ
の遅閉じによる、圧縮行程／膨張行程が１以下のミラー
サイクルのエンジンの実施例を示したが、吸気バルブ早
閉じ、すなわち、吸気バルブと吸気行程の途中で閉じる
方法でも、ミラーサイクルを実現することができる。
火プラグで、混合気を着火，燃焼させる場合の実施例を
示したが、ディーゼルエンジンのように、自己着火する
エンジンにも適用することができる。また、吸気バルブ
の遅閉じによる、圧縮行程／膨張行程が１以下のミラー
サイクルのエンジンの実施例を示したが、吸気バルブ早
閉じ、すなわち、吸気バルブと吸気行程の途中で閉じる
方法でも、ミラーサイクルを実現することができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明では、筒内燃料噴射エンジンにお
いて、シリンダの空気量の変化に応じ、燃料噴射時期を
制御できるので、すすの発生，燃焼の不安定，ＮＯｘの
増大を防止することができる。
いて、シリンダの空気量の変化に応じ、燃料噴射時期を
制御できるので、すすの発生，燃焼の不安定，ＮＯｘの
増大を防止することができる。
【００２９】また、圧縮行程／膨張行程を１以下にし、
かつ、安定燃焼を達成することによって、圧縮仕事が減
少し、エンジンの燃焼経済性が向上する。
かつ、安定燃焼を達成することによって、圧縮仕事が減
少し、エンジンの燃焼経済性が向上する。
【図１】本発明の実施例の構成図。
【図２】アクセルペダルの踏込み量と燃料量との関係
図。
図。
【図３】燃料量と噴射時期，点火時期との関係図。
【図４】吸気バルブの開閉カムの動作とクランク角度と
の関係図。
の関係図。
【図５】燃料量と空気量及び吸気弁閉時期との関係図。
【図６】燃料量と空燃比との関係図。
【図７】燃料量と窒素酸化物，炭化水素の排出量との関
係図。
係図。
【図８】燃料量と燃費率及び膨張／圧縮比との関係図。
【図９】燃料量と空気量との関係図。
【図１０】本発明の実施例の制御のフロー図。
【図１１】空気量の制御装置の構成図。
【図１２】空燃比とトルク及び窒素酸化物の排出量との
関係図。
関係図。
【図１３】燃料量と空燃比及び空気量との関係図。
【図１４】空燃比と窒素酸化物の排出量との関係図。
１…エンジン、３…吸気バルブ、５…燃料噴射弁、１８
…制御装置。
…制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ (72)発明者 白石 拓也 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 大須賀 稔 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】内燃機関の燃焼室内に噴射口を備えた燃料
噴射装置から噴射される燃料の量と噴射時期を制御する
とともに、 吸気バルブの開閉時期を制御する内燃機関の制御方法に
おいて、 前記燃焼室内の燃焼すべき空気量の変化に基づいて、前
記燃料噴射装置から噴射される燃料の量と噴射時期を制
御することを特徴とする内燃機関の制御方法。 - 【請求項２】内燃機関の燃焼室内に噴射口を備えた燃料
噴射装置から噴射される燃料の量と噴射時期を制御する
とともに、 吸気バルブの開閉時期を制御する内燃機関の制御方法に
おいて、 アクセルペダルの踏み込み量に基づいて、前記燃料噴射
装置から噴射される燃料の量と噴射時期を制御すること
を特徴とする内燃機関の制御方法。 - 【請求項３】内燃機関の燃焼室内に噴射口を備えた燃料
噴射装置から噴射される燃料の量と噴射時期を制御する
燃料噴射時期制御手段と、 吸気バルブの開閉時期を制御する吸気バルブ開閉制御手
段とを備えた内燃機関の制御装置において、 前記燃料噴射時期制御手段は、前記燃焼室内の燃焼すべ
き空気量の変化に基づいて、燃料の量と噴射時期を制御
することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 【請求項４】内燃機関の燃焼室内に噴射口を備えた燃料
噴射装置から噴射される燃料の量と噴射時期を制御する
燃料噴射時期制御手段と、 吸気バルブの開閉時期を制御する吸気バルブ開閉制御手
段とを備えた内燃機関の制御装置において、 前記燃料噴射時期制御手段は、アクセルペダルの踏み込
み量に基づいて、燃料の量と噴射時期を制御することを
特徴とする内燃機関の制御装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17643594A JP3770928B2 (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 内燃機関の制御方法及び制御装置 |
| DE19515508A DE19515508C2 (de) | 1994-04-28 | 1995-04-27 | Verfahren und Steuervorrichtung zur Antriebssteuerung eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor und Getriebe |
| KR1019950010235A KR950031601A (ko) | 1994-04-28 | 1995-04-28 | 엔진과 트랜스미션으로 구성된 구동시스템용 제어장치 |
| US08/431,028 US6058348A (en) | 1994-04-28 | 1995-04-28 | Control apparatus for drive system composed of engine and transmission |
| US09/450,135 US6298300B1 (en) | 1994-04-28 | 1999-11-26 | Control apparatus for drive system composed of engine and transmission |
| US09/953,291 US6516264B2 (en) | 1994-04-28 | 2001-09-17 | Control apparatus for drive system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17643594A JP3770928B2 (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 内燃機関の制御方法及び制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0842381A true JPH0842381A (ja) | 1996-02-13 |
| JP3770928B2 JP3770928B2 (ja) | 2006-04-26 |
Family
ID=16013661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17643594A Expired - Fee Related JP3770928B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-07-28 | 内燃機関の制御方法及び制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3770928B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6886532B2 (en) | 2001-03-13 | 2005-05-03 | Nissan Motor Co., Ltd. | Intake system of internal combustion engine |
| US7823550B2 (en) | 2007-07-30 | 2010-11-02 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Engine equipped with adjustable valve timing mechanism |
-
1994
- 1994-07-28 JP JP17643594A patent/JP3770928B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6886532B2 (en) | 2001-03-13 | 2005-05-03 | Nissan Motor Co., Ltd. | Intake system of internal combustion engine |
| US7823550B2 (en) | 2007-07-30 | 2010-11-02 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Engine equipped with adjustable valve timing mechanism |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3770928B2 (ja) | 2006-04-26 |
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