JPH09317521A - 直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装置Info
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- JPH09317521A JPH09317521A JP8131568A JP13156896A JPH09317521A JP H09317521 A JPH09317521 A JP H09317521A JP 8131568 A JP8131568 A JP 8131568A JP 13156896 A JP13156896 A JP 13156896A JP H09317521 A JPH09317521 A JP H09317521A
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- Y02T10/40—Engine management systems
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Abstract
に燃料噴射を行う場合に、燃料噴射時期の設定を噴射期
間の中央のクランク角度を指定することで行い、燃料噴
射期間の増減に対しても最適な燃料噴射時期を簡便な方
法で維持可能とすること。 【解決手段】 燃料噴射弁により主に吸気行程中にシリ
ンダ内に燃料を直接噴射する直噴式火花点火機関の燃料
噴射制御装置において、機関運転状態を検出する運転状
態検出手段aと、上記機関運転状態に応じて燃料噴射量
を演算し、燃料噴射期間を設定する燃料噴射期間設定手
段bと、上記機関運転状態に応じて燃料噴射期間の中央
となるクランク角度を設定する燃料噴射中央クランク角
度設定手段cと、上記燃料噴射中央クランク角度と燃料
噴射期間とから燃料噴射開始クランク角度を演算する噴
射開始クランク角度演算手段dと、該噴射開始クランク
角度と噴射期間に応じて燃料噴射弁を制御する燃料噴射
制御手段eと、を含んで構成する。
Description
関の燃料噴射制御装置に関する。
内に臨ませて設置し、該燃料噴射弁によって燃料をシリ
ンダ内に直接噴射する構成の直噴式火花点火機関が知ら
れている(特開昭57−62915号公報等参照)。か
かる直噴式火花点火機関は、図6に示すような構成とな
っており、吸気ポートに燃料噴射弁を備える予混合式の
火花点火機関に比べて、燃料の輸送遅れによる過渡運転
性の悪化や排気組成の悪化を抑制できるという利点があ
る。また、従来の燃料噴射制御手法としては、例えば特
開昭59−29733号公報に示されるものがある。上
記従来例では、図7に示すように、噴射開始時期による
燃料噴射時期制御の手法が紹介されている。
うな従来の直噴式火花点火機関にあっては、主に吸気行
程中に燃料噴射を行う場合、燃料噴射時期が進角側、遅
角側の両側でスモーク排出増やトルク低下が生じる特性
がある。このため、噴射開始もしくは噴射終了を基準と
した燃料噴射時期制御では、水温・過渡等の機関運転状
態に応じて燃料噴射期間の増減を行う場合、燃料噴射時
期が進角側もしくは遅角側一方向に増大するため、上記
スモーク排出増やトルク低下が生じる噴射時期に噴射期
間の一部が重なり、性能の低下を招く、という問題があ
る。また、これを補正するためには、噴射時期補正手段
を用いたり、各機関状態に応じた噴射時期設定値を用意
する等、構成が複雑になってしまう、という問題があっ
た。
してなされたもので、直噴式火花点火機関において主に
吸気行程中に燃料噴射を行う場合に、燃料噴射時期の設
定を噴射期間の中央のクランク角度を指定することで行
い、燃料噴射期間の増減に対しても最適な燃料噴射時期
を簡便な方法で維持可能とすることを目的とする。
決するために、燃料噴射弁により主に吸気行程中にシリ
ンダ内に燃料を直接噴射する直噴式火花点火機関の燃料
噴射制御装置において、機関運転状態を検出する運転状
態検出手段と、上記機関運転状態に応じて燃料噴射量を
演算し、燃料噴射期間を設定する燃料噴射期間設定手段
と、上記機関運転状態に応じて燃料噴射期間の中央とな
るクランク角度を設定する燃料噴射中央クランク角度設
定手段と、上記燃料噴射中央クランク角度と燃料噴射期
間とから、燃料噴射開始クランク角度を演算する噴射開
始クランク角度演算手段と、該噴射開始クランク角度と
噴射期間に応じて燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手
段と、を含んで構成する。
細に説明する。
図である。
は燃料噴射弁2を直接燃焼室3に臨ませて配設されてお
り、吸気ポート4から吸気した空気と燃料噴射弁2から
噴射した燃料とを混合し、点火プラグ5にて点火・燃焼
させ、燃焼ガスを排気ポート6から排出する。燃料噴射
弁2は、CPU,ROM,RAM,I/O等からなる制
御装置7により駆動され、制御装置7は機関1の運転状
態を検出する手段として、エアフロメータ8、クランク
角センサ9、水温センサ10等からの信号を入力され
る。
水温センサ10等は、本発明の構成をブロック図で示し
た図1において運転状態検出手段aに相当し、燃料噴射
弁2は燃料噴射手段fに相当する。また、図1における
燃料噴射期間設定手段b、燃料噴射中央クランク角度設
定手段c、噴射開始クランク角度演算手段d、燃料噴射
制御手段eは制御装置7に内包される形で実現される。
御装置7は、エアフロメータ8、クランク角センサ9、
水温センサ10等からの信号により、機関回転速度、負
荷、水温等の運転状態を検出し、運転状態に応じた燃料
噴射期間および燃料噴射中央クランク角度を演算し、燃
料噴射開始クランク角度を逆算して求め、燃料噴射弁2
を駆動して燃焼室3へ直接燃料噴射を行う。
3である。以下、図3に沿って燃料噴射のフローを説明
する。まず、ステップS1において各運転状態検出装置
からの信号を読み込み、機関回転速度Ne、負荷、水温
等を演算する。次にステップS2においてステップS1
で求めた燃料噴射期間ΔTinjを機関回転速度Neに
基づきクランク角度単位の燃料噴射期間Δθinjに変
換する。同じくステップS1の情報に基づき、ステップ
S4において燃料噴射期間の中央となるクランク角度θ
mを決定する。燃料噴射中央クランク角度θmの決定方
法としては、例えば機関回転速度に応じたθmを記述し
たテーブルを用意しておき、ここから該当する値を読み
込む方法等がある。ステップS5では、ステップS3の
燃料噴射期間ΔθinjとステップS3の燃料噴射中央
クランク角度θmから θs=θm−Δθinj/2 なる式で燃料噴射開始クランク角度θsを演算する。ス
テップS6では上記ステップS5までで求めた燃料噴射
開始クランク角度θsと現在のクランク角度θを比較
し、クランク角度θがθsに達した場合、ステップS7
に進み、燃料噴射期間ΔTinjの間、燃料噴射弁2を
駆動する。
料噴射時期制御によって、燃料噴射量すなわち燃料噴射
期間の増減に対し、噴射期間の中央のクランク角度を保
持することが出来、噴射期間が進角側もしくは遅角側の
性能悪化領域に重なることがないため、良好な排気・出
力性能を維持できる。
射中央クランク角度の設定例として第2の実施の形態を
示す。
射中央クランク角度の設定を示したものである。この第
2の実施形態は、本発明の請求項2に相当するもので、
燃料噴射期間の中央となるクランク角度の設定として、
期間の回転速度、負荷、水温等運転状態によらず一定と
するものである。図4では一定の噴射中央クランク角度
θmを、上死点後90度とした場合を示してある。ある
機関回転速度において、負荷、水温等に基づき噴射期間
を増減する場合は、噴射期間の中央クランク角度θmを
固定として、進角および遅角側両方に等しく噴射期間が
延長もしくは短縮される。
ンク角度設定手段が極めて容易に実現可能となり、コス
トを低減することが出来る。
は、本発明の請求項3に相当するもので、第2の実施の
形態における一定の噴射中央クランク角度の設定値とし
て、機関の吸気行程中におけるピストン速度が最大とな
るクランク角度を用いるものである。
は、機関のコンロッド長さ、クランク半径等から容易に
計算可能であり、容易に噴射中央クランク角度を設定し
得る。
本発明の請求項4に相当するもので、機関がある運転状
態にある時、その吸気行程中の吸気流速が最大となるク
ランク角度を噴射中央クランク角度とするものである。
通常、吸気流速が最大となるクランク角度は機関の運転
状態により異なるが、計算機によるシミュレーションや
実験的な手法によってあらかじめこれを求め、制御装置
内にこれらの値を記憶したテーブルを用意し、運転状態
に応じてテーブルの値を参照することで本実施例は実現
される。
に燃料噴射を行うことで、燃料噴霧の大部分が吸気との
強い相対運動に遭遇することとなり、その結果、燃料の
気化・混合が促進されて良好な燃焼を得ることが出来、
燃費の向上や有害物質の排出減が達成される。
本発明の請求項5に相当するもので、第2の実施の形態
における一定の噴射中央クランク角度として、上死点後
略90度を用いるものである。
にある場合には、第4の実施の形態における吸気流速が
最大となるクランク角度にほぼ一致し、燃料の気化・混
合が促進されて良好な燃焼を得ることが出来る。また、
高回転時には吸気流速最大となるクランク角度は一般に
低回転時に比べて遅角側に移動するが、高回転時にはそ
もそも平均的な吸気流速が大であることから、噴射中央
クランク角度を、上死点後略90度とした方が、燃料の
気化・混合を促進するという点において、より有利とな
る場合がある。
メータとして、実機において実験して得られた結果であ
る。機関回転速度が1600rpm,4000rpm,
6000rpmいずれの場合も、噴射中央クランク角度
が上死点後略90度において、トルクがほぼ最大かつス
モーク排出がほぼ最低となっている。
ば、その構成を、燃料噴射時期の設定を噴射期間の中央
のクランク角度を指定することで行うとしたため、直噴
式火花点火機関において、スモーク排出増やトルク低下
が生じる進角側および遅角側の噴射時期に噴射期間の一
部が重なり、性能の低下を招くことを防止できる、とい
う効果が得られる。
示す図である。
示す図である。
る。
る。
手法を示した図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 燃料噴射弁により主に吸気行程中にシリ
ンダ内に燃料を直接噴射する直噴式火花点火機関の燃料
噴射制御装置において、 機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、 上記機関運転状態に応じて燃料噴射量を演算し、燃料噴
射期間を設定する燃料噴射期間設定手段と、 上記機関運転状態に応じて燃料噴射期間の中央となるク
ランク角度を設定する燃料噴射中央クランク角度設定手
段と、 上記燃料噴射中央クランク角度と燃料噴射期間とから、
燃料噴射開始クランク角度を演算する噴射開始クランク
角度演算手段と、 該噴射開始クランク角度と噴射期間に応じて燃料噴射弁
を制御する燃料噴射制御手段と、 を含んで構成されることを特徴とする直噴式火花点火機
関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項2】 燃料噴射中央クランク角度設定手段とし
て、噴射中央クランク角度を略一定の位置に設定する手
段を用いることを特徴とする請求項1に記載の直噴式火
花点火機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項3】 噴射中央クランク角度として、吸気行程
中にピストン速度が最大となるクランク角度を用いるこ
とを特徴とする請求項2に記載の直噴式火花点火機関の
燃料噴射制御装置。 - 【請求項4】 噴射中央クランク角度として、吸気流速
が最大となるクランク角度を用いることを特徴とする請
求項2に記載の直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装
置。 - 【請求項5】 上記噴射中央クランク角度として、上死
点後略90度の位置とすることを特徴とする請求項2に
記載の直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13156896A JP3572372B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13156896A JP3572372B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09317521A true JPH09317521A (ja) | 1997-12-09 |
JP3572372B2 JP3572372B2 (ja) | 2004-09-29 |
Family
ID=15061112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13156896A Expired - Lifetime JP3572372B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 直噴式火花点火機関の燃料噴射制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3572372B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100334340C (zh) * | 2002-10-16 | 2007-08-29 | 株式会社小松制作所 | 柴油发动机 |
JP2007327345A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直接噴射式内燃機関 |
CN101936233A (zh) * | 2009-06-30 | 2011-01-05 | 日产自动车株式会社 | 内燃机的控制装置 |
-
1996
- 1996-05-27 JP JP13156896A patent/JP3572372B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100334340C (zh) * | 2002-10-16 | 2007-08-29 | 株式会社小松制作所 | 柴油发动机 |
JP2007327345A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直接噴射式内燃機関 |
CN101936233A (zh) * | 2009-06-30 | 2011-01-05 | 日产自动车株式会社 | 内燃机的控制装置 |
US9014948B2 (en) | 2009-06-30 | 2015-04-21 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control device for internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3572372B2 (ja) | 2004-09-29 |
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