JPH10331734A - 直噴式内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents
直噴式内燃機関の燃料供給装置Info
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- JPH10331734A JPH10331734A JP9140184A JP14018497A JPH10331734A JP H10331734 A JPH10331734 A JP H10331734A JP 9140184 A JP9140184 A JP 9140184A JP 14018497 A JP14018497 A JP 14018497A JP H10331734 A JPH10331734 A JP H10331734A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 均質燃焼と成層燃焼を切り換えて運転する直
噴式内燃機関においては、運転状態によって排気・出力
・燃焼安定性・燃費といった性能を満足するための燃料
の噴射圧力の要求が異なるが、燃圧を単に機関回転数の
みをパラメータとして制御したのでは最適な燃焼状態が
得られず、さらに高速回転域で必要以上に高い燃圧設定
となって燃料ポンプの駆動損失が増大してしまう。 【解決手段】 機関が低負荷・低回転状態では燃料を主
に圧縮行程後半に噴射して成層燃焼を行い、前記以外の
運転状態では燃料を主に吸気行程に噴射して均質燃焼を
行うようにした直噴式の火花点火機関において、運転状
態を検出して燃圧を制御する手段を設け、その制御特性
を、成層燃焼を行う運転領域では機関回転数の上昇に伴
って燃圧を増大し、均質燃焼を行う運転領域では機関回
転数によらず一定の燃圧となるように設定する。
噴式内燃機関においては、運転状態によって排気・出力
・燃焼安定性・燃費といった性能を満足するための燃料
の噴射圧力の要求が異なるが、燃圧を単に機関回転数の
みをパラメータとして制御したのでは最適な燃焼状態が
得られず、さらに高速回転域で必要以上に高い燃圧設定
となって燃料ポンプの駆動損失が増大してしまう。 【解決手段】 機関が低負荷・低回転状態では燃料を主
に圧縮行程後半に噴射して成層燃焼を行い、前記以外の
運転状態では燃料を主に吸気行程に噴射して均質燃焼を
行うようにした直噴式の火花点火機関において、運転状
態を検出して燃圧を制御する手段を設け、その制御特性
を、成層燃焼を行う運転領域では機関回転数の上昇に伴
って燃圧を増大し、均質燃焼を行う運転領域では機関回
転数によらず一定の燃圧となるように設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、直噴式の火花点
火内燃機関に関し、特にその燃料供給装置の改良に関す
る。
火内燃機関に関し、特にその燃料供給装置の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】燃焼室に燃料噴射ノズルを臨ませて配設
した燃料噴射弁から、圧縮行程中に筒内に燃料を直接噴
射して成層化した混合気を形成し、これを点火燃焼させ
て燃費を改善する直噴式内燃機関が一般に知られてい
る。
した燃料噴射弁から、圧縮行程中に筒内に燃料を直接噴
射して成層化した混合気を形成し、これを点火燃焼させ
て燃費を改善する直噴式内燃機関が一般に知られてい
る。
【０００３】この様な成層燃焼においては、燃料と空気
の混合比をある程度以上はリッチにすることができない
ため、高負荷を要求される運転領域では、燃料を吸気行
程中に噴射して均質な混合気を形成・燃焼させる均質燃
焼運転モードを合わせ持つことが通常である。また、低
負荷時においても、機関回転数が高速である場合には、
混合気の成層化を制御することが困難であるため、成層
燃焼を行わず均質燃焼としたほうが機関全体として有利
となる。
の混合比をある程度以上はリッチにすることができない
ため、高負荷を要求される運転領域では、燃料を吸気行
程中に噴射して均質な混合気を形成・燃焼させる均質燃
焼運転モードを合わせ持つことが通常である。また、低
負荷時においても、機関回転数が高速である場合には、
混合気の成層化を制御することが困難であるため、成層
燃焼を行わず均質燃焼としたほうが機関全体として有利
となる。
【０００４】このように、均質燃焼と成層燃焼を切り換
えて運転する機関においては、低速・低負荷において主
に圧縮行程後半に燃料を噴射して成層燃焼を行い、それ
以外の回転・負荷においては主に吸気行程に燃料を噴射
して均質燃焼を行う、という２つの運転領域を持ってい
る。
えて運転する機関においては、低速・低負荷において主
に圧縮行程後半に燃料を噴射して成層燃焼を行い、それ
以外の回転・負荷においては主に吸気行程に燃料を噴射
して均質燃焼を行う、という２つの運転領域を持ってい
る。
【０００５】ところで、直噴式内燃機関の燃圧制御方式
としては、特開平２−１１５５２０もしくは特開平４−
６３９２９に示されるものがある。これらにはいずれ
も、機関回転数の上昇に伴って燃圧を増大させるもので
ある。
としては、特開平２−１１５５２０もしくは特開平４−
６３９２９に示されるものがある。これらにはいずれ
も、機関回転数の上昇に伴って燃圧を増大させるもので
ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、均質燃
焼と成層燃焼を切り換えて運転する直噴式内燃機関にお
いては、運転状態によって排気・出力・燃焼安定性・燃
費といった性能を満足するための燃料の噴射圧力の要求
が異なるため、燃圧を単に機関回転数のみをパラメータ
として制御するものではその性能を十分に引き出せない
ことがある。また、高速回転域で必要以上に高い燃圧設
定となって燃料ポンプの駆動損失が増大してしまった
り、均質燃焼と成層燃焼の切換時に生じる燃圧の切換遅
れに伴う制御性の悪化が発生することがある。
焼と成層燃焼を切り換えて運転する直噴式内燃機関にお
いては、運転状態によって排気・出力・燃焼安定性・燃
費といった性能を満足するための燃料の噴射圧力の要求
が異なるため、燃圧を単に機関回転数のみをパラメータ
として制御するものではその性能を十分に引き出せない
ことがある。また、高速回転域で必要以上に高い燃圧設
定となって燃料ポンプの駆動損失が増大してしまった
り、均質燃焼と成層燃焼の切換時に生じる燃圧の切換遅
れに伴う制御性の悪化が発生することがある。
【０００７】本発明はこのような従来の問題点を解消す
ることを目的としている。
ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、機関
運転状態を検出する手段と、機関運転状態に応じて燃料
噴射量と燃料噴射時期と燃料圧力を設定する手段と、設
定燃圧に燃料圧力を制御する手段と、前記設定噴射量と
噴射時期に応じて燃料噴射弁を制御する手段とを備え、
機関が低負荷・低回転状態では燃料を主に圧縮行程後半
に噴射して成層燃焼を行い、前記以外の運転状態では燃
料を主に吸気行程に噴射して均質燃焼を行うようにした
直噴式の火花点火機関であって、前記燃料圧力制御手段
は、成層燃焼を行う運転領域では、機関回転数の上昇に
伴って燃圧を増大し、均質燃焼を行う運転領域では、機
関回転数によらず一定の燃圧となるように設定されてい
る。
運転状態を検出する手段と、機関運転状態に応じて燃料
噴射量と燃料噴射時期と燃料圧力を設定する手段と、設
定燃圧に燃料圧力を制御する手段と、前記設定噴射量と
噴射時期に応じて燃料噴射弁を制御する手段とを備え、
機関が低負荷・低回転状態では燃料を主に圧縮行程後半
に噴射して成層燃焼を行い、前記以外の運転状態では燃
料を主に吸気行程に噴射して均質燃焼を行うようにした
直噴式の火花点火機関であって、前記燃料圧力制御手段
は、成層燃焼を行う運転領域では、機関回転数の上昇に
伴って燃圧を増大し、均質燃焼を行う運転領域では、機
関回転数によらず一定の燃圧となるように設定されてい
る。
【０００９】請求項２の発明は、機関運転状態を検出す
る手段と、機関運転状態に応じて燃料噴射量と燃料噴射
時期と燃料圧力を設定する手段と、設定燃圧に燃料圧力
を制御する手段と、前記設定噴射量と噴射時期に応じて
燃料噴射弁を制御する手段とを備え、機関が低負荷・低
回転状態では燃料を主に圧縮行程後半に噴射して成層燃
焼を行い、前記以外の運転状態では燃料を主に吸気行程
に噴射して均質燃焼を行うようにした直噴式の火花点火
機関であって、前記燃料圧力制御手段は、成層燃焼を行
う運転領域では、機関回転数の上昇に伴って燃圧を増大
し、均質燃焼を行う運転領域では、成層燃焼時に比較し
て回転数の上昇に対して小さい割合で燃圧が増大するよ
うに設定されている。
る手段と、機関運転状態に応じて燃料噴射量と燃料噴射
時期と燃料圧力を設定する手段と、設定燃圧に燃料圧力
を制御する手段と、前記設定噴射量と噴射時期に応じて
燃料噴射弁を制御する手段とを備え、機関が低負荷・低
回転状態では燃料を主に圧縮行程後半に噴射して成層燃
焼を行い、前記以外の運転状態では燃料を主に吸気行程
に噴射して均質燃焼を行うようにした直噴式の火花点火
機関であって、前記燃料圧力制御手段は、成層燃焼を行
う運転領域では、機関回転数の上昇に伴って燃圧を増大
し、均質燃焼を行う運転領域では、成層燃焼時に比較し
て回転数の上昇に対して小さい割合で燃圧が増大するよ
うに設定されている。
【００１０】請求項３の発明は、機関運転状態を検出す
る手段と、機関運転状態に応じて燃料噴射量と燃料噴射
時期と燃料圧力を設定する手段と、設定燃圧に燃料圧力
を制御する手段と、前記設定噴射量と噴射時期に応じて
燃料噴射弁を制御する手段とを備え、機関が低負荷・低
回転状態では燃料を主に圧縮行程後半に噴射して成層燃
焼を行い、前記以外の運転状態では燃料を主に吸気行程
に噴射して均質燃焼を行うようにした直噴式の火花点火
機関であって、前記燃料圧力制御手段は、機関の負荷に
応じて成層燃焼と均質燃焼とを切り換える運転領域では
機関回転数の上昇に伴って燃圧を増大し、機関の負荷に
よらず均質燃焼を行う運転領域では、機関回転数によら
ず一定の燃圧とするように設定されている。
る手段と、機関運転状態に応じて燃料噴射量と燃料噴射
時期と燃料圧力を設定する手段と、設定燃圧に燃料圧力
を制御する手段と、前記設定噴射量と噴射時期に応じて
燃料噴射弁を制御する手段とを備え、機関が低負荷・低
回転状態では燃料を主に圧縮行程後半に噴射して成層燃
焼を行い、前記以外の運転状態では燃料を主に吸気行程
に噴射して均質燃焼を行うようにした直噴式の火花点火
機関であって、前記燃料圧力制御手段は、機関の負荷に
応じて成層燃焼と均質燃焼とを切り換える運転領域では
機関回転数の上昇に伴って燃圧を増大し、機関の負荷に
よらず均質燃焼を行う運転領域では、機関回転数によら
ず一定の燃圧とするように設定されている。
【００１１】
【作用・効果】請求項１の発明によれば、低負荷・低回
転の成層燃焼運転域では機関回転数の上昇に応じて燃圧
が増大するので、噴霧性状に対して敏感な成層燃焼時の
燃焼安定性を機関回転数に対して広範囲に確保可能であ
る。一方、より高負荷・高回転にわたる均質燃焼運転域
では燃圧一定であるので高回転域で燃料ポンプ駆動損失
を生じることがなく、また均質運転域での燃圧制御が簡
潔になる。
転の成層燃焼運転域では機関回転数の上昇に応じて燃圧
が増大するので、噴霧性状に対して敏感な成層燃焼時の
燃焼安定性を機関回転数に対して広範囲に確保可能であ
る。一方、より高負荷・高回転にわたる均質燃焼運転域
では燃圧一定であるので高回転域で燃料ポンプ駆動損失
を生じることがなく、また均質運転域での燃圧制御が簡
潔になる。
【００１２】請求項２の発明によれば、上記請求項１の
発明と同様に成層燃焼運転域にて適切な燃圧設定ができ
ると共に、均質燃焼運転域においても機関回転数の上昇
に応じて燃圧を増大させているので、幅広い運転域にわ
たりより良好な燃焼性能が得られる。また、均質燃焼運
転域での燃圧上昇は成層燃焼時に比較して機関回転数の
上昇に対する燃圧の上昇を小さくしているので、高回転
域での燃料ポンプ駆動損失が著増するようなこともな
い。
発明と同様に成層燃焼運転域にて適切な燃圧設定ができ
ると共に、均質燃焼運転域においても機関回転数の上昇
に応じて燃圧を増大させているので、幅広い運転域にわ
たりより良好な燃焼性能が得られる。また、均質燃焼運
転域での燃圧上昇は成層燃焼時に比較して機関回転数の
上昇に対する燃圧の上昇を小さくしているので、高回転
域での燃料ポンプ駆動損失が著増するようなこともな
い。
【００１３】請求項３の発明によれば、機関の負荷に応
じて成層燃焼と均質燃焼を切り換える運転領域で、機関
回転数の上昇に伴って燃圧を増大し、機関の負荷によら
ず均質燃焼を行う運転領域では、機関回転数によらず一
定の燃圧としているので、噴霧性状に対して敏感な成層
燃焼時の安定燃焼を機関回転数に対して広範囲に確保可
能である一方、均質・成層切換時の燃圧切換に伴う応答
遅れないし制御性の悪化等を避けることが可能である。
じて成層燃焼と均質燃焼を切り換える運転領域で、機関
回転数の上昇に伴って燃圧を増大し、機関の負荷によら
ず均質燃焼を行う運転領域では、機関回転数によらず一
定の燃圧としているので、噴霧性状に対して敏感な成層
燃焼時の安定燃焼を機関回転数に対して広範囲に確保可
能である一方、均質・成層切換時の燃圧切換に伴う応答
遅れないし制御性の悪化等を避けることが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１５】図１において、１は直噴式内燃機関の本体
（シリンダブロック）、２はシリンダヘッド、３はピス
トン、４は点火プラグ、５は燃料噴射弁、６は吸気通
路、７は排気通路、８は絞り弁、９は吸気弁、１０は排
気弁を示している。１１はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ
／０等からなる制御装置であり、以下の運転状態検出手
段からの信号に基づいて燃料噴射量、噴射時期、燃圧を
制御する。運転状態検出手段としては、エアフロメータ
１２、特定の気筒の所定のクランク角位置を検出するた
めの基準信号（ＲＥＦ）とクランク角度毎の信号（ＰＯ
Ｓ）を出力するクランク角センサ１３、水温センサ１
４、排気酸素センサ１５、スロットル開度センサ１６、
車速センサ１７、燃圧センサ１８を備えている。２０は
制御装置からの指令に基づいて燃料噴射弁５に供給する
燃料の圧力を可変制御する燃圧制御装置である。
（シリンダブロック）、２はシリンダヘッド、３はピス
トン、４は点火プラグ、５は燃料噴射弁、６は吸気通
路、７は排気通路、８は絞り弁、９は吸気弁、１０は排
気弁を示している。１１はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ
／０等からなる制御装置であり、以下の運転状態検出手
段からの信号に基づいて燃料噴射量、噴射時期、燃圧を
制御する。運転状態検出手段としては、エアフロメータ
１２、特定の気筒の所定のクランク角位置を検出するた
めの基準信号（ＲＥＦ）とクランク角度毎の信号（ＰＯ
Ｓ）を出力するクランク角センサ１３、水温センサ１
４、排気酸素センサ１５、スロットル開度センサ１６、
車速センサ１７、燃圧センサ１８を備えている。２０は
制御装置からの指令に基づいて燃料噴射弁５に供給する
燃料の圧力を可変制御する燃圧制御装置である。
【００１６】図２は上記燃圧制御装置の構成例を示して
いる。図において２１は燃料タンク、２２は燃料タンク
２１中の燃料を汲み上げるための電動の低圧ポンプ、２
３は低圧ポンプ２２の吐出圧を一定値に保つ調圧弁、２
４は低圧ポンプ２２からの燃料をさらに加圧して各気筒
（＃１〜＃４）の燃料噴射弁５に供給する機関駆動の高
圧ポンプ、２５は高圧ポンプ２４の吐出圧を制御装置１
１（図１参照）からの指令に基づいて可変設定する電磁
調圧弁、２６は電磁調圧弁２５からの戻り燃料量を調整
するためのオリフィスである。
いる。図において２１は燃料タンク、２２は燃料タンク
２１中の燃料を汲み上げるための電動の低圧ポンプ、２
３は低圧ポンプ２２の吐出圧を一定値に保つ調圧弁、２
４は低圧ポンプ２２からの燃料をさらに加圧して各気筒
（＃１〜＃４）の燃料噴射弁５に供給する機関駆動の高
圧ポンプ、２５は高圧ポンプ２４の吐出圧を制御装置１
１（図１参照）からの指令に基づいて可変設定する電磁
調圧弁、２６は電磁調圧弁２５からの戻り燃料量を調整
するためのオリフィスである。
【００１７】電磁調圧弁２５は、制御装置１１からの制
御指令に応動する電磁ソレノイド２７を備え、このソレ
ノイド２７を介して作動量またはデューティ幅に応じて
調圧時のリリーフ圧を可変設定可能となっている。ま
た、高圧ポンプ２４と各燃料噴射弁５をと連通する燃料
配管の途中に燃圧センサ１８が設けられている。
御指令に応動する電磁ソレノイド２７を備え、このソレ
ノイド２７を介して作動量またはデューティ幅に応じて
調圧時のリリーフ圧を可変設定可能となっている。ま
た、高圧ポンプ２４と各燃料噴射弁５をと連通する燃料
配管の途中に燃圧センサ１８が設けられている。
【００１８】図３は、成層燃焼と均質燃焼を機関運転状
態によって切り換える際の設定例を示したものである。
機関回転数Ｎ１以下がつ機関負荷Ｔ１以下の低速・低負
荷領域では燃料を主に圧縮行程後半に噴射して成層燃焼
を行い、それ以外の運転領域においては燃料を主に吸気
行程に噴射して均質燃焼を行う設定となっている。
態によって切り換える際の設定例を示したものである。
機関回転数Ｎ１以下がつ機関負荷Ｔ１以下の低速・低負
荷領域では燃料を主に圧縮行程後半に噴射して成層燃焼
を行い、それ以外の運転領域においては燃料を主に吸気
行程に噴射して均質燃焼を行う設定となっている。
【００１９】なお、機関負荷と回転数はそれぞれ吸入空
気量と単位時間あたりのクランクパルス数によって検出
され、すなわちエアフロメータ１２とクランク角センサ
１３からの信号により検出される。周知のように燃料噴
射量と噴射時期は基本的にはこれら負荷と回転数によっ
て決定され、水温センサ１４、酸素センサ１５等の信号
に基づいて運転状態に応じた補正が施される。
気量と単位時間あたりのクランクパルス数によって検出
され、すなわちエアフロメータ１２とクランク角センサ
１３からの信号により検出される。周知のように燃料噴
射量と噴射時期は基本的にはこれら負荷と回転数によっ
て決定され、水温センサ１４、酸素センサ１５等の信号
に基づいて運転状態に応じた補正が施される。
【００２０】図４は、本実施形態の成層燃焼および均質
燃焼時の機関回転数に対する燃圧の設定例を示したもの
である。成層燃焼時は図に実線で示すように、機関回転
数の増大に応じて設定燃圧も高圧化させる設定となって
いる。これに対して均質燃焼時は、破線で示したように
機関回転数によらず一定の燃圧設定である。
燃焼時の機関回転数に対する燃圧の設定例を示したもの
である。成層燃焼時は図に実線で示すように、機関回転
数の増大に応じて設定燃圧も高圧化させる設定となって
いる。これに対して均質燃焼時は、破線で示したように
機関回転数によらず一定の燃圧設定である。
【００２１】次に作用を説明する。運転状態検出手段
（１２〜１８）からの信号を受け、制御装置１１は現在
の機関運転状態を判断し、図３の運転域設定に基づいて
成層燃焼を行うか均質燃焼を行うかを決定し、適切な燃
料噴射量と燃料噴射時期を演算する。制御装置１１はさ
らに図４の特性に対応するように燃圧の目標値を決定
し、燃圧センサ１８から得た現在の燃圧が前記目標値と
異なっていれば燃圧制御装置２０（電磁調圧弁２５）に
より燃圧を設定値に変更する。
（１２〜１８）からの信号を受け、制御装置１１は現在
の機関運転状態を判断し、図３の運転域設定に基づいて
成層燃焼を行うか均質燃焼を行うかを決定し、適切な燃
料噴射量と燃料噴射時期を演算する。制御装置１１はさ
らに図４の特性に対応するように燃圧の目標値を決定
し、燃圧センサ１８から得た現在の燃圧が前記目標値と
異なっていれば燃圧制御装置２０（電磁調圧弁２５）に
より燃圧を設定値に変更する。
【００２２】次いで、燃料噴射量を燃圧に応じて燃料噴
射期間に変換する。そして、制御装置１１は上記にて演
算された燃料噴射期間と燃料噴射時期に基づいて各気筒
の燃料噴射弁５を駆動する。
射期間に変換する。そして、制御装置１１は上記にて演
算された燃料噴射期間と燃料噴射時期に基づいて各気筒
の燃料噴射弁５を駆動する。
【００２３】成層燃焼時においては機関回転数の増大に
伴って、燃料を噴射弁５から点火プラグ４の近傍まで成
層化した状態を保ったまま輸送することが困難になる。
しかし、機関回転数の増大に伴って燃圧を増大させるこ
とで、燃料噴射期間の短縮、噴霧初速の増大、噴霧角の
縮小という作用が得られることから、成層状態を保持し
良好な燃焼を維持することができる。特に、直噴式の内
燃機関においては、機関回転数の増大に伴って点火まで
の極めて短い期間内に噴射を終えることが成層状態を保
持する点で有利である。
伴って、燃料を噴射弁５から点火プラグ４の近傍まで成
層化した状態を保ったまま輸送することが困難になる。
しかし、機関回転数の増大に伴って燃圧を増大させるこ
とで、燃料噴射期間の短縮、噴霧初速の増大、噴霧角の
縮小という作用が得られることから、成層状態を保持し
良好な燃焼を維持することができる。特に、直噴式の内
燃機関においては、機関回転数の増大に伴って点火まで
の極めて短い期間内に噴射を終えることが成層状態を保
持する点で有利である。
【００２４】また、均質燃焼時においては、成層燃焼時
に比して機関回転数の変化に対した燃料噴霧性状への要
求は小さいことが一般的である。また、吸気行程に燃料
を噴射するので点火までの期間を確保でき、このため成
層燃焼時ほど短い期間に燃料噴射を終える必要性も少な
い。この場合、ある程度の噴霧の微粒化が得られる範囲
で燃圧はできるだけ低い方が、燃料を高圧供給する高圧
ポンプ２４の駆動損失を小さくできるので燃費の点で有
利である。そこでこの実施形態では、均質燃焼時の燃圧
設定を機関回転数によらず一定としている。
に比して機関回転数の変化に対した燃料噴霧性状への要
求は小さいことが一般的である。また、吸気行程に燃料
を噴射するので点火までの期間を確保でき、このため成
層燃焼時ほど短い期間に燃料噴射を終える必要性も少な
い。この場合、ある程度の噴霧の微粒化が得られる範囲
で燃圧はできるだけ低い方が、燃料を高圧供給する高圧
ポンプ２４の駆動損失を小さくできるので燃費の点で有
利である。そこでこの実施形態では、均質燃焼時の燃圧
設定を機関回転数によらず一定としている。
【００２５】上記のように均質燃焼時と成層燃焼時の燃
圧を設定することで、特に噴霧性状に対して敏感な成層
燃焼時の燃焼安定を機関回転数に対して広範囲に確保可
能で、かつ均質燃焼時の損失を最低限に抑えることが出
来る。さらにこの燃圧設定では、均質燃焼時の設定燃圧
が一定であり、燃圧制御が容易であるという利点があ
る。
圧を設定することで、特に噴霧性状に対して敏感な成層
燃焼時の燃焼安定を機関回転数に対して広範囲に確保可
能で、かつ均質燃焼時の損失を最低限に抑えることが出
来る。さらにこの燃圧設定では、均質燃焼時の設定燃圧
が一定であり、燃圧制御が容易であるという利点があ
る。
【００２６】図５に本発明の第２の実施形態の燃圧制御
特性を示す。なお、図１〜図３に相当する機械的構成と
成層燃焼と均質燃焼を機関運転状態によって切り換える
運転域設定に関しては、上記第１の実施形態と同一であ
る。
特性を示す。なお、図１〜図３に相当する機械的構成と
成層燃焼と均質燃焼を機関運転状態によって切り換える
運転域設定に関しては、上記第１の実施形態と同一であ
る。
【００２７】本実施形態の成層燃焼および均質燃焼時の
機関回転数に対する燃圧の設定は、図５に示す如く、成
層燃焼時は実線で示すように、機関回転速度の増大に応
じて設定燃圧も高圧化させる設定とし、これに対して均
質燃焼時は、破線で示すように機関回転数の上昇に伴っ
て燃圧を増大させるが、成層燃焼時に比較して回転集上
昇に対する増加割合が小となるように燃圧を増大させる
設定である。
機関回転数に対する燃圧の設定は、図５に示す如く、成
層燃焼時は実線で示すように、機関回転速度の増大に応
じて設定燃圧も高圧化させる設定とし、これに対して均
質燃焼時は、破線で示すように機関回転数の上昇に伴っ
て燃圧を増大させるが、成層燃焼時に比較して回転集上
昇に対する増加割合が小となるように燃圧を増大させる
設定である。
【００２８】上記設定値に燃圧を制御することで、成層
燃焼時においては第１の実施形態と同様の理由により機
関回転数の増大に対して成層状態を保持し良好な燃焼を
維持することができる。また、均質燃焼時において、特
にボア・ストローク比の大きな機関等では、吸気行程中
の筒内流動が弱いことから、燃料が十分に拡散混合しな
い場合がある。この様な場合に、本実形態に示すように
燃圧を機関回転数に伴って増大させることで、高速時に
は燃料噴射期間がクランク角ベ一スで短くなり、吸気行
程の比較的早い時期に噴射終了でき、これにより燃料と
空気の混合時間が長くなり十分な混合が得られることか
ら良好な燃焼が得られる。低速時においては、燃料噴射
期間がクランク角ベ一スで長くなり、吸気と燃料が接触
する機会が増大するため均質な混合気を得ることができ
る。
燃焼時においては第１の実施形態と同様の理由により機
関回転数の増大に対して成層状態を保持し良好な燃焼を
維持することができる。また、均質燃焼時において、特
にボア・ストローク比の大きな機関等では、吸気行程中
の筒内流動が弱いことから、燃料が十分に拡散混合しな
い場合がある。この様な場合に、本実形態に示すように
燃圧を機関回転数に伴って増大させることで、高速時に
は燃料噴射期間がクランク角ベ一スで短くなり、吸気行
程の比較的早い時期に噴射終了でき、これにより燃料と
空気の混合時間が長くなり十分な混合が得られることか
ら良好な燃焼が得られる。低速時においては、燃料噴射
期間がクランク角ベ一スで長くなり、吸気と燃料が接触
する機会が増大するため均質な混合気を得ることができ
る。
【００２９】上記のように均質燃焼時と成層燃焼時の燃
圧を設定することで、特に噴霧性状に対して敏感な成層
燃焼時の安定燃焼を機関回転数に対して広範囲に確保可
能で、かつ均質燃焼時にも要求に応じて均質な混合気を
得られるような燃圧に設定することが可能となる。
圧を設定することで、特に噴霧性状に対して敏感な成層
燃焼時の安定燃焼を機関回転数に対して広範囲に確保可
能で、かつ均質燃焼時にも要求に応じて均質な混合気を
得られるような燃圧に設定することが可能となる。
【００３０】図６に本発明の第３の実施形態の燃圧制御
特性を示す。なお、図１〜図３に相当する機械的構成と
成層燃焼と均質燃焼を機関運転状態によって切り換える
運転域設定に関しては、上記第１の実施形態と同一であ
る。
特性を示す。なお、図１〜図３に相当する機械的構成と
成層燃焼と均質燃焼を機関運転状態によって切り換える
運転域設定に関しては、上記第１の実施形態と同一であ
る。
【００３１】図６は、本実施形態の成層燃焼および均質
燃焼時の機関回転数に対する燃圧の設定を示している。
成層燃焼時は上記各実施形態に示したものと同様に、図
に実線で示されるとおり、機関回転数の増大に応じて設
定燃圧も高圧化させる設定とする。これに対して均質燃
焼時は、図に破線で示すように負荷によって均質燃焼と
成層燃焼を切り換える機関回転数の範囲、すなわち機関
回転数がＮ１以下の範囲では、成層燃焼時と同じ燃圧設
定とし、均質燃焼のみを行うＮ１以上の機関回転数で
は、機関回転数によらず一定の燃圧設定とする。
燃焼時の機関回転数に対する燃圧の設定を示している。
成層燃焼時は上記各実施形態に示したものと同様に、図
に実線で示されるとおり、機関回転数の増大に応じて設
定燃圧も高圧化させる設定とする。これに対して均質燃
焼時は、図に破線で示すように負荷によって均質燃焼と
成層燃焼を切り換える機関回転数の範囲、すなわち機関
回転数がＮ１以下の範囲では、成層燃焼時と同じ燃圧設
定とし、均質燃焼のみを行うＮ１以上の機関回転数で
は、機関回転数によらず一定の燃圧設定とする。
【００３２】上記設定値に燃圧を制御することで、成層
燃焼時においては第１の実施形態と同様の理由により機
関回転数の増大に対して成層状態を保持し良好な燃焼を
維持することが出る。また均質燃焼時において、先に示
した理由により、燃圧は出来るだけ低い方が燃費には有
利であるので、基本的に均質燃焼時の燃圧設定は機関回
転数によらず一定とする。しかし、燃圧制御装置は燃圧
切換時に応答遅れを持つため、機関回転数Ｎ１以下にお
いて成層燃焼と均質燃焼を切り換える場合、加速時等の
急激な負荷変化に対して燃圧を十分な速度で制御するこ
とは困難な場合がある。そこで、均質燃焼時の燃圧への
要求が成層燃焼時に比して鈍感であることから、機関負
荷によって成層燃焼と均質燃焼を切り換える機関回転数
Ｎ１以下の範囲では、均質燃焼時も成層燃焼時と同じ燃
圧設定とする。これにより負荷変化に際して燃圧の切換
が不要となり、あらゆる運転状態に対して制御性に優れ
た燃圧設定とすることができる。
燃焼時においては第１の実施形態と同様の理由により機
関回転数の増大に対して成層状態を保持し良好な燃焼を
維持することが出る。また均質燃焼時において、先に示
した理由により、燃圧は出来るだけ低い方が燃費には有
利であるので、基本的に均質燃焼時の燃圧設定は機関回
転数によらず一定とする。しかし、燃圧制御装置は燃圧
切換時に応答遅れを持つため、機関回転数Ｎ１以下にお
いて成層燃焼と均質燃焼を切り換える場合、加速時等の
急激な負荷変化に対して燃圧を十分な速度で制御するこ
とは困難な場合がある。そこで、均質燃焼時の燃圧への
要求が成層燃焼時に比して鈍感であることから、機関負
荷によって成層燃焼と均質燃焼を切り換える機関回転数
Ｎ１以下の範囲では、均質燃焼時も成層燃焼時と同じ燃
圧設定とする。これにより負荷変化に際して燃圧の切換
が不要となり、あらゆる運転状態に対して制御性に優れ
た燃圧設定とすることができる。
【００３３】上記のように均質燃焼時と成層燃焼時の燃
圧を設定することで、特に噴霧性状に対して敏感な成層
燃焼時の安定燃焼を機関回転数に対して広範囲に確保可
能で、かつ均質・成層切換時の燃圧切換に伴う制御性の
悪化等を避けることが可能である。
圧を設定することで、特に噴霧性状に対して敏感な成層
燃焼時の安定燃焼を機関回転数に対して広範囲に確保可
能で、かつ均質・成層切換時の燃圧切換に伴う制御性の
悪化等を避けることが可能である。
【図１】 本発明の第１の実施形態の機構部分及び制御
系の概略構成図。
系の概略構成図。
【図２】 同じく燃圧制御装置の概略構成図。
【図３】 成層燃焼運転域と均質燃焼運転域の説明図。
【図４】 第１の実施形態の燃圧制御特性を示す特性線
図。
図。
【図５】 本発明の第２の実施形態の燃圧制御特性を示
す特性線図。
す特性線図。
【図６】 本発明の第３の実施形態の燃圧制御特性を示
す特性線図。
す特性線図。
【符号の説明】 １ 直噴式内燃機関の本体（シリンダブロック） ２ シリンダヘッド ３ ピストン ４ 点火プラグ ５ 燃料噴射弁 ６ 吸気通路 ７ 排気通路 ８ 絞り弁 ９ 吸気弁 １０ 排気弁 １１ 制御装置 １２ エアフロメータ １３ クランク角センサ １４ 水温センサ １５ 排気酸素センサ １６ スロットル開度センサ １７ 車速センサ １８ 燃圧センサ ２０ 燃圧制御装置 ２１ 燃料タンク ２２ 低圧ポンプ ２３ 調圧弁 ２４ 高圧ポンプ ２５ 電磁調圧弁 ２６ オリフィス ２７ 電磁ソレノイド２７
Claims (3)
- 【請求項１】 機関運転状態を検出する手段と、機関運
転状態に応じて燃料噴射量と燃料噴射時期と燃料圧力を
設定する手段と、設定燃圧に燃料圧力を制御する手段
と、前記設定噴射量と噴射時期に応じて燃料噴射弁を制
御する手段とを備え、機関が低負荷・低回転状態では燃
料を主に圧縮行程後半に噴射して成層燃焼を行い、前記
以外の運転状態では燃料を主に吸気行程に噴射して均質
燃焼を行うようにした直噴式の火花点火機関であって、 前記燃料圧力制御手段は、成層燃焼を行う運転領域で
は、機関回転数の上昇に伴って燃圧を増大し、均質燃焼
を行う運転領域では、機関回転数によらず一定の燃圧と
なるように設定されていることを特徴とする直噴式内燃
機関の燃料供給装置。 - 【請求項２】 機関運転状態を検出する手段と、機関運
転状態に応じて燃料噴射量と燃料噴射時期と燃料圧力を
設定する手段と、設定燃圧に燃料圧力を制御する手段
と、前記設定噴射量と噴射時期に応じて燃料噴射弁を制
御する手段とを備え、機関が低負荷・低回転状態では燃
料を主に圧縮行程後半に噴射して成層燃焼を行い、前記
以外の運転状態では燃料を主に吸気行程に噴射して均質
燃焼を行うようにした直噴式の火花点火機関であって、 前記燃料圧力制御手段は、成層燃焼を行う運転領域で
は、機関回転数の上昇に伴って燃圧を増大し、均質燃焼
を行う運転領域では、成層燃焼時に比較して回転数の上
昇に対して小さい割合で燃圧が増大するように設定され
ていることを特徴とする直噴式内燃機関の燃料供給装
置。 - 【請求項３】 機関運転状態を検出する手段と、機関運
転状態に応じて燃料噴射量と燃料噴射時期と燃料圧力を
設定する手段と、設定燃圧に燃料圧力を制御する手段
と、前記設定噴射量と噴射時期に応じて燃料噴射弁を制
御する手段とを備え、機関が低負荷・低回転状態では燃
料を主に圧縮行程後半に噴射して成層燃焼を行い、前記
以外の運転状態では燃料を主に吸気行程に噴射して均質
燃焼を行うようにした直噴式の火花点火機関であって、 前記燃料圧力制御手段は、機関の負荷に応じて成層燃焼
と均質燃焼とを切り換える運転領域では機関回転数の上
昇に伴って燃圧を増大し、機関の負荷によらず均質燃焼
を行う運転領域では、機関回転数によらず一定の燃圧と
するように設定されていることを特徴とする直噴式内燃
機関の燃料供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14018497A JP3800725B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 直噴式内燃機関の燃料供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14018497A JP3800725B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 直噴式内燃機関の燃料供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10331734A true JPH10331734A (ja) | 1998-12-15 |
| JP3800725B2 JP3800725B2 (ja) | 2006-07-26 |
Family
ID=15262866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14018497A Expired - Lifetime JP3800725B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 直噴式内燃機関の燃料供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3800725B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7565898B2 (en) | 2005-08-08 | 2009-07-28 | Denso Corporation | Controller for direct injection engine and controlling method |
| JP2009264280A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Fuji Heavy Ind Ltd | 筒内燃料噴射エンジンの制御装置 |
-
1997
- 1997-05-29 JP JP14018497A patent/JP3800725B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7565898B2 (en) | 2005-08-08 | 2009-07-28 | Denso Corporation | Controller for direct injection engine and controlling method |
| JP2009264280A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Fuji Heavy Ind Ltd | 筒内燃料噴射エンジンの制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3800725B2 (ja) | 2006-07-26 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051206 |
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