JPH1089127A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御装置Info
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- JPH1089127A JPH1089127A JP8248114A JP24811496A JPH1089127A JP H1089127 A JPH1089127 A JP H1089127A JP 8248114 A JP8248114 A JP 8248114A JP 24811496 A JP24811496 A JP 24811496A JP H1089127 A JPH1089127 A JP H1089127A
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- engine
- intake stroke
- internal combustion
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- Y02T10/40—Engine management systems
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- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 少なくとも吸気行程中に気筒内に直接的に燃
料を噴射可能な燃料噴射弁を具備する内燃機関の制御装
置において、機関高負荷時の燃焼における機関出力を従
来に比較して改善すること。 【解決手段】 燃料噴射弁の機関高負荷時における燃料
噴射開始時期を吸気行程前半に設定する第１設定手段
（左側のグラフ）と、燃料噴射弁の機関高負荷時におけ
る燃料噴射開始時期を吸気行程後半に設定する第２設定
手段（右側のグラフ）と、ノッキングを発生させないよ
うに点火時期を制御する点火時期制御手段と、機関高負
荷時の各運転状態において機関出力が高くなるように、
第１設定手段及び第２設定手段のいずれかを選択する選
択手段、とを具備する。
料を噴射可能な燃料噴射弁を具備する内燃機関の制御装
置において、機関高負荷時の燃焼における機関出力を従
来に比較して改善すること。 【解決手段】 燃料噴射弁の機関高負荷時における燃料
噴射開始時期を吸気行程前半に設定する第１設定手段
（左側のグラフ）と、燃料噴射弁の機関高負荷時におけ
る燃料噴射開始時期を吸気行程後半に設定する第２設定
手段（右側のグラフ）と、ノッキングを発生させないよ
うに点火時期を制御する点火時期制御手段と、機関高負
荷時の各運転状態において機関出力が高くなるように、
第１設定手段及び第２設定手段のいずれかを選択する選
択手段、とを具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置に関する。
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】気筒内に臨む燃料噴射弁によって気筒内
へ燃料を直接的に供給する筒内噴射式火花点火内燃機関
が公知である。このような内燃機関は、例えば、特開昭
６０−３０４２０号公報に記載されているように、一般
的に、機関低負荷時において、圧縮行程で燃料を噴射し
て点火プラグ近傍に燃料を集中させることにより低燃費
の成層燃焼を実現し、機関高負荷時において、吸気行程
で燃料噴射して点火までに気筒内に均一混合気を形成す
ることにより高出力が得られる均一燃焼を実現するもの
である。
へ燃料を直接的に供給する筒内噴射式火花点火内燃機関
が公知である。このような内燃機関は、例えば、特開昭
６０−３０４２０号公報に記載されているように、一般
的に、機関低負荷時において、圧縮行程で燃料を噴射し
て点火プラグ近傍に燃料を集中させることにより低燃費
の成層燃焼を実現し、機関高負荷時において、吸気行程
で燃料噴射して点火までに気筒内に均一混合気を形成す
ることにより高出力が得られる均一燃焼を実現するもの
である。
【０００３】この従来技術において、機関高負荷時の均
一燃焼における燃料噴射開始時期は、吸気行程初期に設
定されている。それにより、噴射された燃料の多くは、
ピストン頂面に付着してピストンの熱によって良好に気
化し、燃料噴射終了から点火までの比較的長い時間によ
って気筒内に十分に均一化された混合気が形成されるた
めに、良好な燃焼を実現することができる。さらに、ピ
ストンに付着した燃料が気化する際にピストンより気化
熱をうばうことによりピストン温度が低下するために、
ノッキングを発生し難くすることができる。
一燃焼における燃料噴射開始時期は、吸気行程初期に設
定されている。それにより、噴射された燃料の多くは、
ピストン頂面に付着してピストンの熱によって良好に気
化し、燃料噴射終了から点火までの比較的長い時間によ
って気筒内に十分に均一化された混合気が形成されるた
めに、良好な燃焼を実現することができる。さらに、ピ
ストンに付着した燃料が気化する際にピストンより気化
熱をうばうことによりピストン温度が低下するために、
ノッキングを発生し難くすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術によっ
て、確かに、機関高負荷時の均一燃焼は比較的良好なも
のとなるものの、機関回転数、ノック頻度等の機関運転
状態により燃料の気化度合い、吸気充填効率等がさまざ
まに変化することを考慮しておらず、一律に機関高負荷
時は燃料噴射時期を吸気行程初期にすることのみにより
制御しており機関出力を最大限に高めることができない
という問題がある。
て、確かに、機関高負荷時の均一燃焼は比較的良好なも
のとなるものの、機関回転数、ノック頻度等の機関運転
状態により燃料の気化度合い、吸気充填効率等がさまざ
まに変化することを考慮しておらず、一律に機関高負荷
時は燃料噴射時期を吸気行程初期にすることのみにより
制御しており機関出力を最大限に高めることができない
という問題がある。
【０００５】従って、本発明の目的は、少なくとも吸気
行程中に気筒内に直接的に燃料を噴射可能な燃料噴射弁
を具備する内燃機関の制御装置において、機関高負荷時
の燃焼における機関出力を従来に比較して改善すること
である。
行程中に気筒内に直接的に燃料を噴射可能な燃料噴射弁
を具備する内燃機関の制御装置において、機関高負荷時
の燃焼における機関出力を従来に比較して改善すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による内燃機関の制御装置は、少なくとも吸気行程中に
気筒内に直接的に燃料を噴射可能な燃料噴射弁を具備す
る内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射弁の機関
高負荷時における燃料噴射開始時期を吸気行程前半に設
定する第１設定手段と、前記燃料噴射弁の機関高負荷時
における燃料噴射開始時期を吸気行程後半に設定する第
２設定手段と、ノッキングの発生頻度が所定値以下とな
るように点火時期を最適化する点火時期制御手段と、機
関高負荷時の各運転状態において機関出力が高くなるよ
うに、前記第１設定手段及び前記第２設定手段のいずれ
かを選択する選択手段、とを具備することを特徴とす
る。
による内燃機関の制御装置は、少なくとも吸気行程中に
気筒内に直接的に燃料を噴射可能な燃料噴射弁を具備す
る内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射弁の機関
高負荷時における燃料噴射開始時期を吸気行程前半に設
定する第１設定手段と、前記燃料噴射弁の機関高負荷時
における燃料噴射開始時期を吸気行程後半に設定する第
２設定手段と、ノッキングの発生頻度が所定値以下とな
るように点火時期を最適化する点火時期制御手段と、機
関高負荷時の各運転状態において機関出力が高くなるよ
うに、前記第１設定手段及び前記第２設定手段のいずれ
かを選択する選択手段、とを具備することを特徴とす
る。
【０００７】この内燃機関の制御装置によれば、第１設
定手段によって機関高負荷時における燃料噴射弁の燃料
噴射開始時期が吸気行程前半に設定される時には、噴射
された燃料の多くは、ピストン頂面に付着してピストン
から熱を奪って気化し、点火までの比較的長い時間によ
って気筒内に十分に均一化された混合気が形成されるた
めに燃焼が良好となって機関出力を高めることができ、
一方、第２設定手段によって機関高負荷時において燃料
噴射弁の燃料噴射開始時期が吸気行程後半に設定される
時には、噴射された燃料の多くは、ピストン頂面に付着
することなく気筒内に分散して気筒内の吸気から熱を奪
って気化するために、気筒内の吸気温度が低下し、この
時の吸気充填効率が向上して機関出力を高めることがで
き、選択手段は、機関高負荷時の各運転状態において機
関出力が高くなるように、第１設定手段及び第２設定手
段のいずれかを選択する。
定手段によって機関高負荷時における燃料噴射弁の燃料
噴射開始時期が吸気行程前半に設定される時には、噴射
された燃料の多くは、ピストン頂面に付着してピストン
から熱を奪って気化し、点火までの比較的長い時間によ
って気筒内に十分に均一化された混合気が形成されるた
めに燃焼が良好となって機関出力を高めることができ、
一方、第２設定手段によって機関高負荷時において燃料
噴射弁の燃料噴射開始時期が吸気行程後半に設定される
時には、噴射された燃料の多くは、ピストン頂面に付着
することなく気筒内に分散して気筒内の吸気から熱を奪
って気化するために、気筒内の吸気温度が低下し、この
時の吸気充填効率が向上して機関出力を高めることがで
き、選択手段は、機関高負荷時の各運転状態において機
関出力が高くなるように、第１設定手段及び第２設定手
段のいずれかを選択する。
【０００８】請求項２に記載の本発明による内燃機関の
制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置にお
いて、前記選択手段は、機関高負荷時における高回転時
には前記第１設定手段を選択し、機関高負荷時における
低回転時には前記第２設定手段を選択することを特徴と
する。
制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置にお
いて、前記選択手段は、機関高負荷時における高回転時
には前記第１設定手段を選択し、機関高負荷時における
低回転時には前記第２設定手段を選択することを特徴と
する。
【０００９】この内燃機関の制御装置によれば、請求項
１に記載の内燃機関の制御装置において、機関高負荷時
における高回転時には、燃料噴射終了からの混合気の均
一化時間を確保するために、第１設定手段が選択されて
吸気行程前半の燃料噴射が実施され、機関高負荷時にお
ける低回転時には、混合気の均一化時間は確保されてい
るとして、吸気充填効率を向上させるために、第２設定
手段が選択されて吸気行程後半の燃料噴射が実施され
る。
１に記載の内燃機関の制御装置において、機関高負荷時
における高回転時には、燃料噴射終了からの混合気の均
一化時間を確保するために、第１設定手段が選択されて
吸気行程前半の燃料噴射が実施され、機関高負荷時にお
ける低回転時には、混合気の均一化時間は確保されてい
るとして、吸気充填効率を向上させるために、第２設定
手段が選択されて吸気行程後半の燃料噴射が実施され
る。
【００１０】請求項３に記載の本発明による内燃機関の
制御装置は、少なくとも吸気行程中に気筒内に直接的に
燃料を噴射可能な燃料噴射弁を具備する内燃機関の制御
装置において、前記燃料噴射弁の機関高負荷時における
燃料噴射開始時期を吸気行程前半及び吸気行程後半の少
なくとも二回に設定する設定手段と、機関高負荷時に点
火時期を進角する点火時期制御手段、とを具備すること
を特徴とする内燃機関の制御装置。
制御装置は、少なくとも吸気行程中に気筒内に直接的に
燃料を噴射可能な燃料噴射弁を具備する内燃機関の制御
装置において、前記燃料噴射弁の機関高負荷時における
燃料噴射開始時期を吸気行程前半及び吸気行程後半の少
なくとも二回に設定する設定手段と、機関高負荷時に点
火時期を進角する点火時期制御手段、とを具備すること
を特徴とする内燃機関の制御装置。
【００１１】この内燃機関の制御装置によれば、機関高
負荷時において燃料噴射弁の燃料噴射開始時期が吸気行
程前半及び吸気行程後半の少なくとも二回に設定され、
吸気行程前半の燃料噴射によってピストン温度を低下さ
せて点火時期の進角が可能となり、吸気行程後半の燃料
噴射によって気筒内の吸気温度を低下させて吸気充填効
率を向上させることができる。
負荷時において燃料噴射弁の燃料噴射開始時期が吸気行
程前半及び吸気行程後半の少なくとも二回に設定され、
吸気行程前半の燃料噴射によってピストン温度を低下さ
せて点火時期の進角が可能となり、吸気行程後半の燃料
噴射によって気筒内の吸気温度を低下させて吸気充填効
率を向上させることができる。
【００１２】請求項４に記載の本発明による内燃機関の
制御装置は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置にお
いて、機関高負荷時における各運転状態において機関出
力を高めるように、前記設定手段により設定された二回
の燃料噴射開始時期における燃料噴射量を調節する調節
手段をさらに具備することを特徴とする。
制御装置は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置にお
いて、機関高負荷時における各運転状態において機関出
力を高めるように、前記設定手段により設定された二回
の燃料噴射開始時期における燃料噴射量を調節する調節
手段をさらに具備することを特徴とする。
【００１３】この内燃機関の制御装置によれば、請求項
３に記載の内燃機関の制御装置において、二回に設定さ
れた吸気行程前半及び吸気行程後半の燃料噴射開始時期
における燃料噴射量が、機関出力を高めるように調節さ
れる。
３に記載の内燃機関の制御装置において、二回に設定さ
れた吸気行程前半及び吸気行程後半の燃料噴射開始時期
における燃料噴射量が、機関出力を高めるように調節さ
れる。
【００１４】請求項５に記載の本発明による内燃機関の
制御装置は、請求項４に記載の内燃機関の制御装置にお
いて、前記調節手段は、機関高負荷時における高回転時
には機関高負荷時における低回転時に比較して、吸気行
程前半の燃料噴射量を増加させると共に吸気行程後半の
燃料噴射量を減少させ、前記点火時期進角手段は、機関
高負荷時における高回転時には機関高負荷時における低
回転時に比較して、点火時期を大きく進角することを特
徴とする。
制御装置は、請求項４に記載の内燃機関の制御装置にお
いて、前記調節手段は、機関高負荷時における高回転時
には機関高負荷時における低回転時に比較して、吸気行
程前半の燃料噴射量を増加させると共に吸気行程後半の
燃料噴射量を減少させ、前記点火時期進角手段は、機関
高負荷時における高回転時には機関高負荷時における低
回転時に比較して、点火時期を大きく進角することを特
徴とする。
【００１５】この内燃機関の制御装置によれば、請求項
４に記載の内燃機関の制御装置において、機関高負荷時
における高回転時には機関高負荷時における低回転時に
比較して、吸気行程前半の燃料噴射量が増加されると共
に吸気行程後半の燃料噴射量が減少され、吸気充填効率
は低下するが、混合気の均一化が良好となると共にピス
トン温度が低下され、点火時期の大きな進角が可能とな
る。
４に記載の内燃機関の制御装置において、機関高負荷時
における高回転時には機関高負荷時における低回転時に
比較して、吸気行程前半の燃料噴射量が増加されると共
に吸気行程後半の燃料噴射量が減少され、吸気充填効率
は低下するが、混合気の均一化が良好となると共にピス
トン温度が低下され、点火時期の大きな進角が可能とな
る。
【００１６】請求項６に記載の本発明による内燃機関の
制御装置は、請求項４に記載の内燃機関の制御装置にお
いて、前記調節手段は、機関高負荷時における機関回転
数が高いほど、吸気行程前半の燃料噴射量を大きく増加
させると共に吸気行程後半の燃料噴射量を大きく減少さ
せ、前記点火時期進角手段は、機関高負荷時における機
関回転数が高いほど、点火時期を大きく進角することを
特徴とする。
制御装置は、請求項４に記載の内燃機関の制御装置にお
いて、前記調節手段は、機関高負荷時における機関回転
数が高いほど、吸気行程前半の燃料噴射量を大きく増加
させると共に吸気行程後半の燃料噴射量を大きく減少さ
せ、前記点火時期進角手段は、機関高負荷時における機
関回転数が高いほど、点火時期を大きく進角することを
特徴とする。
【００１７】この内燃機関の制御装置によれば、請求項
４に記載の内燃機関の制御装置において、機関高負荷時
において機関回転数が高いほど、吸気行程前半の燃料噴
射量を大きく増加させると共に吸気行程後半の燃料噴射
量を大きく減少させ、吸気充填効率は低下するが、混合
気の均一化が良好となると共にピストン温度が低下さ
れ、それに合わせて点火時期が大きく進角される。
４に記載の内燃機関の制御装置において、機関高負荷時
において機関回転数が高いほど、吸気行程前半の燃料噴
射量を大きく増加させると共に吸気行程後半の燃料噴射
量を大きく減少させ、吸気充填効率は低下するが、混合
気の均一化が良好となると共にピストン温度が低下さ
れ、それに合わせて点火時期が大きく進角される。
【００１８】請求項７に記載の本発明による内燃機関の
制御装置は、少なくとも吸気行程中に気筒内に直接的に
燃料を噴射可能な燃料噴射弁を具備する内燃機関の制御
装置において、前記燃料噴射弁の機関高負荷時における
燃料噴射開始時期を吸気行程前半に設定する第１設定手
段と、前記燃料噴射弁の機関高負荷時における燃料噴射
開始時期を吸気行程後半に設定する第２設定手段と、前
記第１設定手段及び前記第２設定手段のいずれかを選択
する選択手段、とを具備し、前記選択手段は、機関高負
荷時において、通常、前記第２設定手段を選択し、ノッ
キングの発生頻度が所定値より大きくなった時には前記
第１設定手段を選択することを特徴とする。
制御装置は、少なくとも吸気行程中に気筒内に直接的に
燃料を噴射可能な燃料噴射弁を具備する内燃機関の制御
装置において、前記燃料噴射弁の機関高負荷時における
燃料噴射開始時期を吸気行程前半に設定する第１設定手
段と、前記燃料噴射弁の機関高負荷時における燃料噴射
開始時期を吸気行程後半に設定する第２設定手段と、前
記第１設定手段及び前記第２設定手段のいずれかを選択
する選択手段、とを具備し、前記選択手段は、機関高負
荷時において、通常、前記第２設定手段を選択し、ノッ
キングの発生頻度が所定値より大きくなった時には前記
第１設定手段を選択することを特徴とする。
【００１９】この内燃機関の制御装置によれば、第１設
定手段によって機関高負荷時における燃料噴射弁の燃料
噴射開始時期が吸気行程前半に設定される時には、噴射
された燃料の多くは、ピストン頂面に付着してピストン
から熱を奪って気化し、ピストン温度を低下させノッキ
ングを発生し難くすることができ、一方、第２設定手段
によって機関高負荷時において燃料噴射弁の燃料噴射開
始時期が吸気行程後半に設定される時には、噴射された
燃料の多くは、ピストン頂面に付着することなく気筒内
に分散して気筒内の吸気から熱を奪って気化するため
に、気筒内の吸気温度が低下し、この時の吸気充填効率
が向上して機関出力を高めることができる。通常、この
第２設定手段が選択され吸気充填効率を向上させること
ができ、ノッキングの発生頻度が所定値より大きくなっ
た時には、第１設定手段が選択され、ノッキングが抑制
される。
定手段によって機関高負荷時における燃料噴射弁の燃料
噴射開始時期が吸気行程前半に設定される時には、噴射
された燃料の多くは、ピストン頂面に付着してピストン
から熱を奪って気化し、ピストン温度を低下させノッキ
ングを発生し難くすることができ、一方、第２設定手段
によって機関高負荷時において燃料噴射弁の燃料噴射開
始時期が吸気行程後半に設定される時には、噴射された
燃料の多くは、ピストン頂面に付着することなく気筒内
に分散して気筒内の吸気から熱を奪って気化するため
に、気筒内の吸気温度が低下し、この時の吸気充填効率
が向上して機関出力を高めることができる。通常、この
第２設定手段が選択され吸気充填効率を向上させること
ができ、ノッキングの発生頻度が所定値より大きくなっ
た時には、第１設定手段が選択され、ノッキングが抑制
される。
【００２０】請求項８に記載の本発明による内燃機関の
制御装置は、少なくとも吸気行程中に気筒内に直接的に
燃料を噴射可能な燃料噴射弁を具備する内燃機関の制御
装置において、前記燃料噴射弁の機関高負荷時における
燃料噴射開始時期を吸気行程前半及び吸気行程後半の少
なくとも二回に設定する設定手段と、機関高負荷時にノ
ッキング発生頻度が所定値より大きくならないようにし
て吸気行程前半の燃料噴射量を可能な限り少なくする調
節手段、とを具備することを特徴とする。
制御装置は、少なくとも吸気行程中に気筒内に直接的に
燃料を噴射可能な燃料噴射弁を具備する内燃機関の制御
装置において、前記燃料噴射弁の機関高負荷時における
燃料噴射開始時期を吸気行程前半及び吸気行程後半の少
なくとも二回に設定する設定手段と、機関高負荷時にノ
ッキング発生頻度が所定値より大きくならないようにし
て吸気行程前半の燃料噴射量を可能な限り少なくする調
節手段、とを具備することを特徴とする。
【００２１】この内燃機関の制御装置によれば、機関高
負荷時における燃料噴射開始時期が吸気行程前半及び吸
気行程後半の少なくとも二回に設定され、ノッキング発
生頻度が所定値より大きくならないようにして吸気行程
前半の燃料噴射量を可能な限り少なくするために、ノッ
キング発生頻度を所定値以下とする範囲で、吸気行程後
半の燃料噴射により可能な限り吸気充填効率を向上させ
ることができる。
負荷時における燃料噴射開始時期が吸気行程前半及び吸
気行程後半の少なくとも二回に設定され、ノッキング発
生頻度が所定値より大きくならないようにして吸気行程
前半の燃料噴射量を可能な限り少なくするために、ノッ
キング発生頻度を所定値以下とする範囲で、吸気行程後
半の燃料噴射により可能な限り吸気充填効率を向上させ
ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による制御装置が
取り付けられた内燃機関の概略縦断面図である。同図に
おいて、１は吸気弁２を介して気筒内へ通じる吸気ポー
トであり、３は排気弁４を介して気筒内へ通じる排気ポ
ートである。５はピストン、６は点火プラグ、７は気筒
内に臨む燃料噴射弁である。
取り付けられた内燃機関の概略縦断面図である。同図に
おいて、１は吸気弁２を介して気筒内へ通じる吸気ポー
トであり、３は排気弁４を介して気筒内へ通じる排気ポ
ートである。５はピストン、６は点火プラグ、７は気筒
内に臨む燃料噴射弁である。
【００２３】２０は、点火プラグ６を介しての点火時期
制御と、燃料噴射弁７を介しての燃料噴射時期及び燃料
噴射量制御とを担当する制御装置である。制御装置２０
には、機関回転数を検出するための回転センサ（図示せ
ず）、機関負荷としてのアクセルペダルの踏み込み量を
検出するアクセルペダルストロークセンサ（図示せ
ず）、及び機関温度としての冷却水温を検出するための
冷却水温センサ（図示せず）等の機関運転状態を把握す
るための各センサと、気筒内の温度を検出するための温
度センサ２１等とが接続されている。
制御と、燃料噴射弁７を介しての燃料噴射時期及び燃料
噴射量制御とを担当する制御装置である。制御装置２０
には、機関回転数を検出するための回転センサ（図示せ
ず）、機関負荷としてのアクセルペダルの踏み込み量を
検出するアクセルペダルストロークセンサ（図示せ
ず）、及び機関温度としての冷却水温を検出するための
冷却水温センサ（図示せず）等の機関運転状態を把握す
るための各センサと、気筒内の温度を検出するための温
度センサ２１等とが接続されている。
【００２４】制御装置２０による機関低負荷時の燃料噴
射時期及び燃料噴射量制御は、一般的に行われているよ
うに、圧縮行程後半から燃料噴射弁７によって必要量の
燃料を気筒内に噴射するようになっている。それによ
り、この時に噴射された燃料は、点火プラグ６回りに集
中して着火性の良好な混合気を形成するために、確実な
着火性が確保される成層燃焼を実現することができる。
この時の必要燃料量は、成層燃焼が気筒内全体としては
理論空燃比よりリーンな空燃比での燃焼が可能であるこ
とを考慮し、前述の各センサにより把握される現在の機
関運転状態に基づき決定されるために、この成層燃焼に
よって燃費低減が可能である。
射時期及び燃料噴射量制御は、一般的に行われているよ
うに、圧縮行程後半から燃料噴射弁７によって必要量の
燃料を気筒内に噴射するようになっている。それによ
り、この時に噴射された燃料は、点火プラグ６回りに集
中して着火性の良好な混合気を形成するために、確実な
着火性が確保される成層燃焼を実現することができる。
この時の必要燃料量は、成層燃焼が気筒内全体としては
理論空燃比よりリーンな空燃比での燃焼が可能であるこ
とを考慮し、前述の各センサにより把握される現在の機
関運転状態に基づき決定されるために、この成層燃焼に
よって燃費低減が可能である。
【００２５】機関低負荷時において、機関負荷の増加に
伴い必要燃料量が増加すると、点火プラグ６回りの混合
気が濃厚になり過ぎるために、必要燃料量の一部を吸気
行程に噴射し、点火プラグ６回りに着火性の良好な混合
気を形成すると共に、その回りに希薄な混合気を形成
し、比較的高出力の成層燃焼を実施するようになってい
る。制御装置２０による機関低負荷時の点火時期制御
は、現在の機関運転状態における最適な成層燃焼が実現
されるように制御される。
伴い必要燃料量が増加すると、点火プラグ６回りの混合
気が濃厚になり過ぎるために、必要燃料量の一部を吸気
行程に噴射し、点火プラグ６回りに着火性の良好な混合
気を形成すると共に、その回りに希薄な混合気を形成
し、比較的高出力の成層燃焼を実施するようになってい
る。制御装置２０による機関低負荷時の点火時期制御
は、現在の機関運転状態における最適な成層燃焼が実現
されるように制御される。
【００２６】制御装置２０による機関高負荷時の燃料噴
射時期及び燃料噴射量制御は、燃料噴射弁７の燃料噴射
開始時期が吸気行程中に設定され、必要量の燃料が噴射
されるようになっている。それにより、この時には、点
火までに気筒内に均一混合気を形成し、成層燃焼より高
出力が得られる均一燃焼を実施することが意図されてい
る。
射時期及び燃料噴射量制御は、燃料噴射弁７の燃料噴射
開始時期が吸気行程中に設定され、必要量の燃料が噴射
されるようになっている。それにより、この時には、点
火までに気筒内に均一混合気を形成し、成層燃焼より高
出力が得られる均一燃焼を実施することが意図されてい
る。
【００２７】図２の実線は、機関高負荷時の特定回転数
における均一燃焼において、燃料噴射開始時期を変化さ
せた時の機関出力の変化を示すグラフである。このグラ
フから分かるように、燃料噴射開始時期が吸気行程前半
である場合及び吸気行程後半である場合のそれぞれに機
関出力のピークが存在する。図２の点線は、燃料噴射開
始時期に対する点火時期の進角量を示すグラフである。
における均一燃焼において、燃料噴射開始時期を変化さ
せた時の機関出力の変化を示すグラフである。このグラ
フから分かるように、燃料噴射開始時期が吸気行程前半
である場合及び吸気行程後半である場合のそれぞれに機
関出力のピークが存在する。図２の点線は、燃料噴射開
始時期に対する点火時期の進角量を示すグラフである。
【００２８】燃料噴射開始時期を吸気行程前半にした場
合には、噴射された燃料の多くがピストン頂面に付着し
ピストン５の熱によって気化するために、ピストン温度
が低下してノッキングが発生し難くなり、図２に点線で
示すようにノッキングを発生させることなく点火時期を
進角させることができる。それにより、機関出力を高め
ることが可能となる。燃料噴射開始時期を吸気行程前半
にした場合における機関出力のピークは、燃料噴射開始
時期を吸気上死点直後に設定した時であり、この時に
は、噴射された燃料のほぼ全てをピストン頂面に付着さ
せピストン温度を最大に低下させることができ、それに
より、点火時期をかなり進角させることが可能となるた
めである。また、この時には、燃料噴射終了時期から点
火までに十分な時間が確保され、これは良好な均一混合
気の形成に有利である。
合には、噴射された燃料の多くがピストン頂面に付着し
ピストン５の熱によって気化するために、ピストン温度
が低下してノッキングが発生し難くなり、図２に点線で
示すようにノッキングを発生させることなく点火時期を
進角させることができる。それにより、機関出力を高め
ることが可能となる。燃料噴射開始時期を吸気行程前半
にした場合における機関出力のピークは、燃料噴射開始
時期を吸気上死点直後に設定した時であり、この時に
は、噴射された燃料のほぼ全てをピストン頂面に付着さ
せピストン温度を最大に低下させることができ、それに
より、点火時期をかなり進角させることが可能となるた
めである。また、この時には、燃料噴射終了時期から点
火までに十分な時間が確保され、これは良好な均一混合
気の形成に有利である。
【００２９】燃料噴射開始時期を吸気行程後半にした場
合には、噴射された燃料の多くが気筒内空間に噴射さ
れ、気筒内の吸気の熱によって気化するために、気筒内
の吸気温度が低下して吸気充填効率を向上させることが
できる。それにより、機関出力を高めることが可能とな
る。
合には、噴射された燃料の多くが気筒内空間に噴射さ
れ、気筒内の吸気の熱によって気化するために、気筒内
の吸気温度が低下して吸気充填効率を向上させることが
できる。それにより、機関出力を高めることが可能とな
る。
【００３０】図３は、燃料噴射開始時期に対する吸気充
填効率の変化を示すグラフである。このグラフから分か
るように、燃料噴射開始時期を吸気上死点から遅らせる
ほど、ピストン５は下降して、噴射された燃料はピスト
ン頂面に付着し難くなって気筒内空間に分散し、気化す
るのに気筒内の吸気から多量の熱を奪うために、吸気充
填効率は向上する。燃料噴射開始時期を吸気下死点より
少し前とした時には、燃料噴射終了時点で吸気行程が持
続していると共に、噴射された燃料のほぼ全てをピスト
ン頂面に付着させず、気筒内の吸気の熱によって気化さ
せるために、吸気行程中において気筒内の吸気温度を最
大に低下させることができ、それにより、最大に充填効
率を向上させることが可能となる。従って、図２におい
て、燃料噴射開始時期を吸気下死点より少し前にした時
が、機関出力のピークとなる。また、高出力を実現する
ためには、良好に均一化された混合気が必要であり、噴
射された燃料の気化及び気化した燃料が吸気と十分に混
合して良好な均一混合気を形成するのに必要とされる時
間を確保することが重要となる。従って機関出力がピー
クとなる燃料噴射時期は、機関回転数が高くなるほど吸
気上死点側に移動する。このように、燃料噴射開始時期
が吸気行程後半とされる時には、ピストン頂面温度は低
下されないために、相対的にノッキングが発生し易く図
２に点線で示すように点火時期の進角量は少なくされ
る。
填効率の変化を示すグラフである。このグラフから分か
るように、燃料噴射開始時期を吸気上死点から遅らせる
ほど、ピストン５は下降して、噴射された燃料はピスト
ン頂面に付着し難くなって気筒内空間に分散し、気化す
るのに気筒内の吸気から多量の熱を奪うために、吸気充
填効率は向上する。燃料噴射開始時期を吸気下死点より
少し前とした時には、燃料噴射終了時点で吸気行程が持
続していると共に、噴射された燃料のほぼ全てをピスト
ン頂面に付着させず、気筒内の吸気の熱によって気化さ
せるために、吸気行程中において気筒内の吸気温度を最
大に低下させることができ、それにより、最大に充填効
率を向上させることが可能となる。従って、図２におい
て、燃料噴射開始時期を吸気下死点より少し前にした時
が、機関出力のピークとなる。また、高出力を実現する
ためには、良好に均一化された混合気が必要であり、噴
射された燃料の気化及び気化した燃料が吸気と十分に混
合して良好な均一混合気を形成するのに必要とされる時
間を確保することが重要となる。従って機関出力がピー
クとなる燃料噴射時期は、機関回転数が高くなるほど吸
気上死点側に移動する。このように、燃料噴射開始時期
が吸気行程後半とされる時には、ピストン頂面温度は低
下されないために、相対的にノッキングが発生し易く図
２に点線で示すように点火時期の進角量は少なくされ
る。
【００３１】図２は、機関高負荷時における特定回転数
の時の機関出力の変化であるが、この時には、燃料噴射
開始時期を吸気行程前半にした時のピーク機関出力より
燃料噴射開始時期を吸気行程後半にした時のピーク機関
出力の方が高くなっている。しかしながら、図２に示す
ような機関出力のグラフは、機関回転数毎に存在し、機
関回転数によっては、燃料噴射開始時期を吸気行程前半
にして点火時期を進角した方が高い機関出力を得られる
場合がある。
の時の機関出力の変化であるが、この時には、燃料噴射
開始時期を吸気行程前半にした時のピーク機関出力より
燃料噴射開始時期を吸気行程後半にした時のピーク機関
出力の方が高くなっている。しかしながら、図２に示す
ような機関出力のグラフは、機関回転数毎に存在し、機
関回転数によっては、燃料噴射開始時期を吸気行程前半
にして点火時期を進角した方が高い機関出力を得られる
場合がある。
【００３２】図４は、点火時期に対する機関出力の変化
を示すグラフである。同図において、左側の実線及び点
線のグラフは、燃料噴射開始時期を、吸気下死点より少
し前に設定した場合、すなわち、吸気行程後半における
ピーク機関出力が得られる時期に設定した場合であり、
右側の実線及び点線のグラフは、燃料噴射開始時期を、
吸気上死点直後に設定した場合、すなわち、吸気行程前
半におけるピーク機関出力が得られる時期に設定した場
合である。また、各実線は機関低回転時における特定回
転数の場合であり、各点線は機関高回転時における特定
回転数の場合である。
を示すグラフである。同図において、左側の実線及び点
線のグラフは、燃料噴射開始時期を、吸気下死点より少
し前に設定した場合、すなわち、吸気行程後半における
ピーク機関出力が得られる時期に設定した場合であり、
右側の実線及び点線のグラフは、燃料噴射開始時期を、
吸気上死点直後に設定した場合、すなわち、吸気行程前
半におけるピーク機関出力が得られる時期に設定した場
合である。また、各実線は機関低回転時における特定回
転数の場合であり、各点線は機関高回転時における特定
回転数の場合である。
【００３３】図４の四つのグラフにおいて、点火時期を
早めれば機関出力は徐々に上昇し、その後に下降する。
各グラフの最大機関出力を与える点火時期は、ＭＢＴ
（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｓｐａｒｋ Ａｄｖａｎｃｅ ｆｏ
ｒ Ｂｅｓｔ Ｔｏｒｑｕｅ）と呼ばれ、実際の点火時
期ＴＫはノッキングを確実に発生させないように、ＭＢ
Ｔより余裕を見て遅らされる。この点火時期ＴＫは、吸
気行程後半に燃料噴射開始時期を設定する時には、ピス
トン温度が比較的高いために、ＭＢＴからの余裕は比較
的大きくされ、吸気行程前半に燃料噴射開始時期を設定
する時には、ピストン温度が低くされるために、ＭＢＴ
からの余裕は比較的小さくされる。
早めれば機関出力は徐々に上昇し、その後に下降する。
各グラフの最大機関出力を与える点火時期は、ＭＢＴ
（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｓｐａｒｋ Ａｄｖａｎｃｅ ｆｏ
ｒ Ｂｅｓｔ Ｔｏｒｑｕｅ）と呼ばれ、実際の点火時
期ＴＫはノッキングを確実に発生させないように、ＭＢ
Ｔより余裕を見て遅らされる。この点火時期ＴＫは、吸
気行程後半に燃料噴射開始時期を設定する時には、ピス
トン温度が比較的高いために、ＭＢＴからの余裕は比較
的大きくされ、吸気行程前半に燃料噴射開始時期を設定
する時には、ピストン温度が低くされるために、ＭＢＴ
からの余裕は比較的小さくされる。
【００３４】図４において、機関低回転時のグラフ（実
線）で実際の点火時期ＴＫにおける機関出力を比較すれ
ば、この時には、燃料噴射開始時期を吸気行程後半とし
ても均一混合気形成の時間が十分に確保されるために、
ピストン温度を低下させて点火時期を大きく進角するよ
り、吸気充填効率を向上させたほうが有利であり、燃料
噴射開始時期を吸気行程後半におけるピーク機関出力が
得られる時期に設定した方が高い機関出力を得ることが
できる。一方、機関高回転時のグラフ（点線）で実際の
点火時期ＴＫにおける機関出力を比較すれば、この時に
は、燃料噴射開始時期を吸気行程後半とすると、均一混
合気形成の時間が確保できないために、吸気充填効率の
向上よりピストン温度を低下させて点火時期を大きく進
角させた方が有利であり、燃料噴射開始時期を吸気行程
前半におけるピーク機関出力が得られる時期に設定した
方が高い機関出力を得ることができる。
線）で実際の点火時期ＴＫにおける機関出力を比較すれ
ば、この時には、燃料噴射開始時期を吸気行程後半とし
ても均一混合気形成の時間が十分に確保されるために、
ピストン温度を低下させて点火時期を大きく進角するよ
り、吸気充填効率を向上させたほうが有利であり、燃料
噴射開始時期を吸気行程後半におけるピーク機関出力が
得られる時期に設定した方が高い機関出力を得ることが
できる。一方、機関高回転時のグラフ（点線）で実際の
点火時期ＴＫにおける機関出力を比較すれば、この時に
は、燃料噴射開始時期を吸気行程後半とすると、均一混
合気形成の時間が確保できないために、吸気充填効率の
向上よりピストン温度を低下させて点火時期を大きく進
角させた方が有利であり、燃料噴射開始時期を吸気行程
前半におけるピーク機関出力が得られる時期に設定した
方が高い機関出力を得ることができる。
【００３５】図５は、機関回転数に対する機関出力の変
化を示すグラフであり、実線は燃料噴射開始時期を吸気
行程後半におけるピーク機関出力が得られる時期に設定
した場合であり、点線は燃料噴射開始時期を吸気行程前
半におけるピーク機関出力が得られる時期に設定した場
合である。両グラフは、所定回転数Ｎで交差し、所定回
転数Ｎより機関回転数が低い低回転時には、吸気行程後
半の燃料噴射が有利であり、所定回転数Ｎより機関回転
数が高い高回転時には、吸気行程前半の燃料噴射が有利
である。このように、所定回転数Ｎにより燃料噴射開始
時期を切り換えることで、機関高負荷時における均一燃
焼の機関出力を効果的に高めることができる。
化を示すグラフであり、実線は燃料噴射開始時期を吸気
行程後半におけるピーク機関出力が得られる時期に設定
した場合であり、点線は燃料噴射開始時期を吸気行程前
半におけるピーク機関出力が得られる時期に設定した場
合である。両グラフは、所定回転数Ｎで交差し、所定回
転数Ｎより機関回転数が低い低回転時には、吸気行程後
半の燃料噴射が有利であり、所定回転数Ｎより機関回転
数が高い高回転時には、吸気行程前半の燃料噴射が有利
である。このように、所定回転数Ｎにより燃料噴射開始
時期を切り換えることで、機関高負荷時における均一燃
焼の機関出力を効果的に高めることができる。
【００３６】本実施形態において、機関高負荷時におけ
る燃料噴射開始時期は、吸気行程の前半又は吸気行程後
半としたが、必要燃料量を吸気行程前半と吸気行程後半
とに別けて噴射するようにしても良い。それにより、吸
気行程前半に噴射された燃料によってピストン温度が低
下するために点火時期を大きく進角することができ、そ
れと同時に、吸気行程後半に噴射された燃料によって気
筒内の吸気温度が低下するために吸気充填効率を向上さ
せることができ、機関出力を良好に高めることができ
る。
る燃料噴射開始時期は、吸気行程の前半又は吸気行程後
半としたが、必要燃料量を吸気行程前半と吸気行程後半
とに別けて噴射するようにしても良い。それにより、吸
気行程前半に噴射された燃料によってピストン温度が低
下するために点火時期を大きく進角することができ、そ
れと同時に、吸気行程後半に噴射された燃料によって気
筒内の吸気温度が低下するために吸気充填効率を向上さ
せることができ、機関出力を良好に高めることができ
る。
【００３７】また、このように吸気行程前半と吸気行程
後半とに別けて燃料を噴射する場合には、機関高負荷時
における各機関回転数の機関出力を高めるように、それ
ぞれの燃料噴射量を調節することが好ましい。図６は、
このような燃料噴射量の調節の例を示す図である。機関
回転数がかなり低い領域は、必要燃料量の１００％が吸
気行程後半に噴射され、機関回転数がかなり高い領域
は、必要燃料量の１００％が吸気行程前半に噴射される
が、これらの間の機関回転数領域においては、機関回転
数が高いほど吸気行程前半の燃料噴射割合が大きく増加
されると共に吸気行程後半の燃料噴射割合が大きく減少
されるようになっている。それにより、各機関回転数に
おいて、噴射された燃料による均一混合気形成の時間が
確保されると共に、この時間が確保される範囲で可能な
限り多量の吸気行程後半の燃料噴射を実施するために、
吸気充填効率を可能な限り高めた良好に均一化された混
合気の燃焼を実現でき、機関高負荷時における各運転状
態において機関出力をかなり高めることができる。
後半とに別けて燃料を噴射する場合には、機関高負荷時
における各機関回転数の機関出力を高めるように、それ
ぞれの燃料噴射量を調節することが好ましい。図６は、
このような燃料噴射量の調節の例を示す図である。機関
回転数がかなり低い領域は、必要燃料量の１００％が吸
気行程後半に噴射され、機関回転数がかなり高い領域
は、必要燃料量の１００％が吸気行程前半に噴射される
が、これらの間の機関回転数領域においては、機関回転
数が高いほど吸気行程前半の燃料噴射割合が大きく増加
されると共に吸気行程後半の燃料噴射割合が大きく減少
されるようになっている。それにより、各機関回転数に
おいて、噴射された燃料による均一混合気形成の時間が
確保されると共に、この時間が確保される範囲で可能な
限り多量の吸気行程後半の燃料噴射を実施するために、
吸気充填効率を可能な限り高めた良好に均一化された混
合気の燃焼を実現でき、機関高負荷時における各運転状
態において機関出力をかなり高めることができる。
【００３８】点火時期の制御は、機関回転数が高くなる
ほど、点火時期を大きく進角させＭＢＴに近づかせるこ
とが好ましく、それにより、このような燃料噴射量の調
節に適合して機関出力を最大に高めることができる。ま
た、高負荷時の各燃料噴射量及び点火時期を機関回転数
に応じて徐々に変化させなくても、例えば、高回転時に
は、低回転時に比較して、吸気行程前半の燃料噴射量を
増加させると共に吸気行程後半の燃料噴射量を減少させ
るようにし、高回転時には低回転時に比較して点火時期
を大きく進角するようにすれば、比較的良好に機関出力
を高めることができる。
ほど、点火時期を大きく進角させＭＢＴに近づかせるこ
とが好ましく、それにより、このような燃料噴射量の調
節に適合して機関出力を最大に高めることができる。ま
た、高負荷時の各燃料噴射量及び点火時期を機関回転数
に応じて徐々に変化させなくても、例えば、高回転時に
は、低回転時に比較して、吸気行程前半の燃料噴射量を
増加させると共に吸気行程後半の燃料噴射量を減少させ
るようにし、高回転時には低回転時に比較して点火時期
を大きく進角するようにすれば、比較的良好に機関出力
を高めることができる。
【００３９】制御装置２０によるこれまでの点火時期制
御は、成層燃焼及び均一燃焼にかかわらず、前述したよ
うに、各機関運転状態において、ノッキングを発生させ
ないようにＭＢＴより余裕を見て遅らされた点火時期Ｔ
Ｋが選択されるようになっている。しかしながら、機関
高負荷時における燃料噴射開始時期を吸気行程前半と吸
気行程後半に切り換えることは、少なくとも機関高負荷
時における点火時期を各機関運転状態に適した時期に固
定した場合にも有効であり、これを以下に説明する。
御は、成層燃焼及び均一燃焼にかかわらず、前述したよ
うに、各機関運転状態において、ノッキングを発生させ
ないようにＭＢＴより余裕を見て遅らされた点火時期Ｔ
Ｋが選択されるようになっている。しかしながら、機関
高負荷時における燃料噴射開始時期を吸気行程前半と吸
気行程後半に切り換えることは、少なくとも機関高負荷
時における点火時期を各機関運転状態に適した時期に固
定した場合にも有効であり、これを以下に説明する。
【００４０】このように点火時期が固定される場合に
は、機関高負荷時における燃料噴射開始時期は、通常、
吸気行程後半に設定し、吸気充填効率を高めて機関出力
を向上させる。しかしながら、吸気行程後半の燃料噴射
では、ピストン温度を効果的に低下させることができな
いために、運転状態によってはノッキングが発生し、こ
の運転状態の維持及びさらなる加速が困難となる。従っ
て、内燃機関のシリンダブロック等に振動感知式等のノ
ッキングセンサを配置してノッキングを検出するように
し、吸気行程後半の燃料噴射による運転において、ノッ
キングの発生頻度が所定値以上となれば、燃料噴射開始
時期を吸気行程後半から吸気行程前半に切り換えるよう
にすることで、吸気行程前半の燃料噴射により効果的に
ピストン温度を低下させ、点火時期を遅角することなく
ノッキングを防止することができる。これは、ノッキン
グ防止のために点火時期が遅角された時に比較して機関
出力を向上させることができる。
は、機関高負荷時における燃料噴射開始時期は、通常、
吸気行程後半に設定し、吸気充填効率を高めて機関出力
を向上させる。しかしながら、吸気行程後半の燃料噴射
では、ピストン温度を効果的に低下させることができな
いために、運転状態によってはノッキングが発生し、こ
の運転状態の維持及びさらなる加速が困難となる。従っ
て、内燃機関のシリンダブロック等に振動感知式等のノ
ッキングセンサを配置してノッキングを検出するように
し、吸気行程後半の燃料噴射による運転において、ノッ
キングの発生頻度が所定値以上となれば、燃料噴射開始
時期を吸気行程後半から吸気行程前半に切り換えるよう
にすることで、吸気行程前半の燃料噴射により効果的に
ピストン温度を低下させ、点火時期を遅角することなく
ノッキングを防止することができる。これは、ノッキン
グ防止のために点火時期が遅角された時に比較して機関
出力を向上させることができる。
【００４１】また、点火時期が固定される場合におい
て、図７に示すように、必要燃料量を吸気行程前半と吸
気行程後半に別けて噴射するようにしても良い。このよ
うな燃料噴射制御は、ノッキングセンサによりノッキン
グを検出し、ノッキングの発生頻度が所定値以上となら
ないように、最小限の燃料量を吸気行程前半に噴射して
ピストン温度を低下させ、残りの燃料量を吸気行程後半
に噴射して可能な限り吸気充填効率を高めるようになっ
ている。すなわち、ノッキングの発生し易い運転状態ほ
ど、吸気行程前半の燃料噴射量割合が増加されると共に
吸気行程後半の燃料噴射割合が減少されるようになって
いる。このような燃料噴射制御により、ノッキング発生
に伴う点火時期の遅角の必要性が低減され、機関高負荷
時の各運転状態における機関出力を向上させることがで
きる。
て、図７に示すように、必要燃料量を吸気行程前半と吸
気行程後半に別けて噴射するようにしても良い。このよ
うな燃料噴射制御は、ノッキングセンサによりノッキン
グを検出し、ノッキングの発生頻度が所定値以上となら
ないように、最小限の燃料量を吸気行程前半に噴射して
ピストン温度を低下させ、残りの燃料量を吸気行程後半
に噴射して可能な限り吸気充填効率を高めるようになっ
ている。すなわち、ノッキングの発生し易い運転状態ほ
ど、吸気行程前半の燃料噴射量割合が増加されると共に
吸気行程後半の燃料噴射割合が減少されるようになって
いる。このような燃料噴射制御により、ノッキング発生
に伴う点火時期の遅角の必要性が低減され、機関高負荷
時の各運転状態における機関出力を向上させることがで
きる。
【００４２】ノッキングの発生し易さは、ピストン温度
を監視することによっても把握することができる。従っ
て、ノッキングセンサを使用することなく、ピストン温
度に基づいて吸気行程前半及び後半の燃料噴射量割合を
決定することもできる。ピストン温度は、直接的に検出
し難いために、前述した温度センサ２１によって気筒内
の温度を検出し、それに基づきピストン温度を推測する
ようにしても良い。
を監視することによっても把握することができる。従っ
て、ノッキングセンサを使用することなく、ピストン温
度に基づいて吸気行程前半及び後半の燃料噴射量割合を
決定することもできる。ピストン温度は、直接的に検出
し難いために、前述した温度センサ２１によって気筒内
の温度を検出し、それに基づきピストン温度を推測する
ようにしても良い。
【００４３】図８は、本発明による制御装置が取り付け
られた図１とは異なる内燃機関の概略縦断面図である。
図１との違いは、燃料噴射弁７’が吸気ポート１に配置
されていることである。但し、この燃料噴射弁７’は、
吸気弁２の開弁時に燃料を噴射すれば、燃料を直接的に
気筒内へ供給可能なものである。このような燃料噴射弁
７’を使用しても前述したような機関高負荷時における
燃料噴射時期及び燃料噴射量制御を実施することができ
る。
られた図１とは異なる内燃機関の概略縦断面図である。
図１との違いは、燃料噴射弁７’が吸気ポート１に配置
されていることである。但し、この燃料噴射弁７’は、
吸気弁２の開弁時に燃料を噴射すれば、燃料を直接的に
気筒内へ供給可能なものである。このような燃料噴射弁
７’を使用しても前述したような機関高負荷時における
燃料噴射時期及び燃料噴射量制御を実施することができ
る。
【００４４】
【発明の効果】請求項１に記載の本発明による内燃機関
の制御装置によれば、第１設定手段によって機関高負荷
時における燃料噴射弁の燃料噴射開始時期が吸気行程前
半に設定される時には、噴射された燃料の多くは、ピス
トン頂面に付着してピストンから熱を奪って気化し、点
火までの比較的長い時間によって気筒内に十分に均一化
された混合気が形成されるために燃焼が良好となって機
関出力を高めることができ、一方、第２設定手段によっ
て機関高負荷時において燃料噴射弁の燃料噴射開始時期
が吸気行程後半に設定される時には、噴射された燃料の
多くは、ピストン頂面に付着することなく気筒内に分散
して気筒内の吸気から熱を奪って気化するために、気筒
内の吸気温度が低下し、この時の吸気充填効率が向上し
て機関出力を高めることができ、選択手段は、機関高負
荷時の各運転状態において機関出力が高くなるように、
第１設定手段及び第２設定手段のいずれかを選択するた
めに、機関高負荷時の各運転状態において高い機関出力
を得ることができる。
の制御装置によれば、第１設定手段によって機関高負荷
時における燃料噴射弁の燃料噴射開始時期が吸気行程前
半に設定される時には、噴射された燃料の多くは、ピス
トン頂面に付着してピストンから熱を奪って気化し、点
火までの比較的長い時間によって気筒内に十分に均一化
された混合気が形成されるために燃焼が良好となって機
関出力を高めることができ、一方、第２設定手段によっ
て機関高負荷時において燃料噴射弁の燃料噴射開始時期
が吸気行程後半に設定される時には、噴射された燃料の
多くは、ピストン頂面に付着することなく気筒内に分散
して気筒内の吸気から熱を奪って気化するために、気筒
内の吸気温度が低下し、この時の吸気充填効率が向上し
て機関出力を高めることができ、選択手段は、機関高負
荷時の各運転状態において機関出力が高くなるように、
第１設定手段及び第２設定手段のいずれかを選択するた
めに、機関高負荷時の各運転状態において高い機関出力
を得ることができる。
【００４５】請求項２に記載の本発明による内燃機関の
制御装置によれば、請求項１に記載の内燃機関の制御装
置において、機関高負荷時における高回転時には、燃料
噴射終了からの混合気の均一化時間を確保するために、
第１設定手段が選択されて吸気行程前半の燃料噴射が実
施され、機関高負荷時における低回転時には、混合気の
均一化時間は確保されているとして、吸気充填効率を向
上させるために、第２設定手段が選択されて吸気行程後
半の燃料噴射が実施されるために、機関高負荷時の各運
転状態において高い機関出力を得ることができる。
制御装置によれば、請求項１に記載の内燃機関の制御装
置において、機関高負荷時における高回転時には、燃料
噴射終了からの混合気の均一化時間を確保するために、
第１設定手段が選択されて吸気行程前半の燃料噴射が実
施され、機関高負荷時における低回転時には、混合気の
均一化時間は確保されているとして、吸気充填効率を向
上させるために、第２設定手段が選択されて吸気行程後
半の燃料噴射が実施されるために、機関高負荷時の各運
転状態において高い機関出力を得ることができる。
【００４６】請求項３に記載の本発明による内燃機関の
制御装置によれば、機関高負荷時において燃料噴射弁の
燃料噴射開始時期が吸気行程前半及び吸気行程後半の少
なくとも二回に設定され、機関高負荷時の各運転状態に
おいて、吸気行程前半の燃料噴射によってピストン温度
を低下させて点火時期の進角が可能となって機関出力を
向上させることができ、吸気行程後半の燃料噴射によっ
て気筒内の吸気温度を低下させて吸気充填効率を高める
ことによっても機関出力を向上させることができる。
制御装置によれば、機関高負荷時において燃料噴射弁の
燃料噴射開始時期が吸気行程前半及び吸気行程後半の少
なくとも二回に設定され、機関高負荷時の各運転状態に
おいて、吸気行程前半の燃料噴射によってピストン温度
を低下させて点火時期の進角が可能となって機関出力を
向上させることができ、吸気行程後半の燃料噴射によっ
て気筒内の吸気温度を低下させて吸気充填効率を高める
ことによっても機関出力を向上させることができる。
【００４７】請求項４に記載の本発明による内燃機関の
制御装置によれば、請求項３に記載の内燃機関の制御装
置において、二回に設定された吸気行程前半及び吸気行
程後半の燃料噴射開始時期における燃料噴射量が、機関
出力を高めるように調節されるために、機関高負荷時の
各運転状態において、機関出力を良好に向上させること
ができる。
制御装置によれば、請求項３に記載の内燃機関の制御装
置において、二回に設定された吸気行程前半及び吸気行
程後半の燃料噴射開始時期における燃料噴射量が、機関
出力を高めるように調節されるために、機関高負荷時の
各運転状態において、機関出力を良好に向上させること
ができる。
【００４８】請求項５に記載の本発明による内燃機関の
制御装置によれば、請求項４に記載の内燃機関の制御装
置において、機関高負荷時における高回転時には機関高
負荷時における低回転時に比較して、吸気行程前半の燃
料噴射量が増加されると共に吸気行程後半の燃料噴射量
が減少され、吸気充填効率は低下するが、混合気の均一
化が良好となると共にピストン温度が低下され、点火時
期の大きな進角が可能となるために、機関高負荷時の各
運転状態において、機関出力を良好に向上させることが
できる。
制御装置によれば、請求項４に記載の内燃機関の制御装
置において、機関高負荷時における高回転時には機関高
負荷時における低回転時に比較して、吸気行程前半の燃
料噴射量が増加されると共に吸気行程後半の燃料噴射量
が減少され、吸気充填効率は低下するが、混合気の均一
化が良好となると共にピストン温度が低下され、点火時
期の大きな進角が可能となるために、機関高負荷時の各
運転状態において、機関出力を良好に向上させることが
できる。
【００４９】請求項６に記載の本発明による内燃機関の
制御装置によれば、請求項４に記載の内燃機関の制御装
置において、機関高負荷時において機関回転数が高いほ
ど、吸気行程前半の燃料噴射量を大きく増加させると共
に吸気行程後半の燃料噴射量を大きく減少させ、吸気充
填効率は低下するが、混合気の均一化が良好となると共
にピストン温度が低下され、それに合わせて点火時期が
大きく進角されるために、機関高負荷時の各運転状態に
おいて、機関出力を良好に向上させることができる。
制御装置によれば、請求項４に記載の内燃機関の制御装
置において、機関高負荷時において機関回転数が高いほ
ど、吸気行程前半の燃料噴射量を大きく増加させると共
に吸気行程後半の燃料噴射量を大きく減少させ、吸気充
填効率は低下するが、混合気の均一化が良好となると共
にピストン温度が低下され、それに合わせて点火時期が
大きく進角されるために、機関高負荷時の各運転状態に
おいて、機関出力を良好に向上させることができる。
【００５０】請求項７に記載の本発明による内燃機関の
制御装置によれば、第１設定手段によって機関高負荷時
における燃料噴射弁の燃料噴射開始時期が吸気行程前半
に設定される時には、噴射された燃料の多くは、ピスト
ン頂面に付着してピストンから熱を奪って気化し、ピス
トン温度を低下させノッキングを発生し難くすることが
でき、一方、第２設定手段によって機関高負荷時におい
て燃料噴射弁の燃料噴射開始時期が吸気行程後半に設定
される時には、噴射された燃料の多くは、ピストン頂面
に付着することなく気筒内に分散して気筒内の吸気から
熱を奪って気化するために、気筒内の吸気温度が低下
し、この時の吸気充填効率が向上して機関出力を高める
ことができる。通常、この第２設定手段が選択され吸気
充填効率を向上させることができ、ノッキングの発生頻
度が所定値より大きくなった時には、第１設定手段が選
択されてノッキングが抑制されるために、点火時期を遅
角した時に比較して機関出力を向上させることができ、
機関高負荷時の各運転状態において機関出力を向上させ
ることができる。
制御装置によれば、第１設定手段によって機関高負荷時
における燃料噴射弁の燃料噴射開始時期が吸気行程前半
に設定される時には、噴射された燃料の多くは、ピスト
ン頂面に付着してピストンから熱を奪って気化し、ピス
トン温度を低下させノッキングを発生し難くすることが
でき、一方、第２設定手段によって機関高負荷時におい
て燃料噴射弁の燃料噴射開始時期が吸気行程後半に設定
される時には、噴射された燃料の多くは、ピストン頂面
に付着することなく気筒内に分散して気筒内の吸気から
熱を奪って気化するために、気筒内の吸気温度が低下
し、この時の吸気充填効率が向上して機関出力を高める
ことができる。通常、この第２設定手段が選択され吸気
充填効率を向上させることができ、ノッキングの発生頻
度が所定値より大きくなった時には、第１設定手段が選
択されてノッキングが抑制されるために、点火時期を遅
角した時に比較して機関出力を向上させることができ、
機関高負荷時の各運転状態において機関出力を向上させ
ることができる。
【００５１】請求項８に記載の本発明による内燃機関の
制御装置によれば、機関高負荷時における燃料噴射開始
時期が吸気行程前半及び吸気行程後半の少なくとも二回
に設定され、ノッキング発生頻度が所定値より大きくな
らないようにして吸気行程前半の燃料噴射量を可能な限
り少なくするために、ノッキング発生頻度を所定値以下
とする範囲で、吸気行程後半の燃料噴射により可能な限
り吸気充填効率を向上させることができ、点火時期の遅
角が不要で機関出力が向上すると共に吸気充填効率が高
まることにより機関出力が向上し、機関高負荷時の各運
転状態において機関出力を向上させることができる。
制御装置によれば、機関高負荷時における燃料噴射開始
時期が吸気行程前半及び吸気行程後半の少なくとも二回
に設定され、ノッキング発生頻度が所定値より大きくな
らないようにして吸気行程前半の燃料噴射量を可能な限
り少なくするために、ノッキング発生頻度を所定値以下
とする範囲で、吸気行程後半の燃料噴射により可能な限
り吸気充填効率を向上させることができ、点火時期の遅
角が不要で機関出力が向上すると共に吸気充填効率が高
まることにより機関出力が向上し、機関高負荷時の各運
転状態において機関出力を向上させることができる。
【図１】本発明による制御装置が取り付けられた内燃機
関の概略縦断面図である。
関の概略縦断面図である。
【図２】燃料噴射開始時期に対する点火時期の変化と機
関出力の変化とを示すグラフである。
関出力の変化とを示すグラフである。
【図３】燃料噴射開始時期に対する吸気充填効率の変化
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図４】点火時期に対する機関出力の変化を示すグラフ
である。
である。
【図５】機関回転数に対する機関出力の変化を示すグラ
フである。
フである。
【図６】機関回転数に対する吸気行程前半と後半の燃料
噴射量割合を示すマップである。
噴射量割合を示すマップである。
【図７】ノッキングの発生し易さに対する吸気行程前半
と後半の燃料噴射量割合を示すマップである。
と後半の燃料噴射量割合を示すマップである。
【図８】本発明による制御装置が取り付けられた図１と
は別の内燃機関の概略縦断面図である。
は別の内燃機関の概略縦断面図である。
１…吸気ポート ３…排気ポート ５…ピストン ６…点火プラグ ７，７’…燃料噴射弁 ２０…制御装置 ２１…温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｅ Ｈ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｂ ３０１Ｊ Ｆ０２Ｐ 5/152 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｄ 5/153 Ｃ 5/15 (72)発明者 北東 宏之 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも吸気行程中に気筒内に直接的
に燃料を噴射可能な燃料噴射弁を具備する内燃機関の制
御装置において、前記燃料噴射弁の機関高負荷時におけ
る燃料噴射開始時期を吸気行程前半に設定する第１設定
手段と、前記燃料噴射弁の機関高負荷時における燃料噴
射開始時期を吸気行程後半に設定する第２設定手段と、
ノッキングを発生させないように点火時期を制御する点
火時期制御手段と、機関高負荷時の各運転状態において
機関出力が高くなるように、前記第１設定手段及び前記
第２設定手段のいずれかを選択する選択手段、とを具備
することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 【請求項２】 前記選択手段は、機関高負荷時における
高回転時には前記第１設定手段を選択し、機関高負荷時
における低回転時には前記第２設定手段を選択すること
を特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。 - 【請求項３】 少なくとも吸気行程中に気筒内に直接的
に燃料を噴射可能な燃料噴射弁を具備する内燃機関の制
御装置において、前記燃料噴射弁の機関高負荷時におけ
る燃料噴射開始時期を吸気行程前半及び吸気行程後半の
少なくとも二回に設定する設定手段と、機関高負荷時に
点火時期を進角する点火時期制御手段、とを具備するこ
とを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 【請求項４】 機関高負荷時における各運転状態におい
て機関出力を高めるように、前記設定手段により設定さ
れた二回の燃料噴射開始時期における燃料噴射量を調節
する調節手段をさらに具備することを特徴とする請求項
３に記載の内燃機関の制御装置。 - 【請求項５】 前記調節手段は、機関高負荷時における
高回転時には機関高負荷時における低回転時に比較し
て、吸気行程前半の燃料噴射量を増加させると共に吸気
行程後半の燃料噴射量を減少させ、前記点火時期進角手
段は、機関高負荷時における高回転時には機関高負荷時
における低回転時に比較して、点火時期を大きく進角す
ることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装
置。 - 【請求項６】 前記調節手段は、機関高負荷時における
機関回転数が高いほど、吸気行程前半の燃料噴射量を大
きく増加させると共に吸気行程後半の燃料噴射量を大き
く減少させ、前記点火時期進角手段は、機関高負荷時に
おける機関回転数が高いほど、点火時期を大きく進角す
ることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装
置。 - 【請求項７】 少なくとも吸気行程中に気筒内に直接的
に燃料を噴射可能な燃料噴射弁を具備する内燃機関の制
御装置において、前記燃料噴射弁の機関高負荷時におけ
る燃料噴射開始時期を吸気行程前半に設定する第１設定
手段と、前記燃料噴射弁の機関高負荷時における燃料噴
射開始時期を吸気行程後半に設定する第２設定手段と、
前記第１設定手段及び前記第２設定手段のいずれかを選
択する選択手段、とを具備し、前記選択手段は、機関高
負荷時において、通常、前記第２設定手段を選択し、ノ
ッキングの発生頻度が所定値より大きくなった時には前
記第１設定手段を選択することを特徴とする内燃機関の
制御装置。 - 【請求項８】 少なくとも吸気行程中に気筒内に直接的
に燃料を噴射可能な燃料噴射弁を具備する内燃機関の制
御装置において、前記燃料噴射弁の機関高負荷時におけ
る燃料噴射開始時期を吸気行程前半及び吸気行程後半の
少なくとも二回に設定する設定手段と、機関高負荷時に
ノッキング発生頻度が所定値より大きくならないように
して吸気行程前半の燃料噴射量を可能な限り少なくする
調節手段、とを具備することを特徴とする内燃機関の制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24811496A JP3608307B2 (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24811496A JP3608307B2 (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1089127A true JPH1089127A (ja) | 1998-04-07 |
| JP3608307B2 JP3608307B2 (ja) | 2005-01-12 |
Family
ID=17173442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24811496A Expired - Lifetime JP3608307B2 (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3608307B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999067514A1 (fr) * | 1998-06-22 | 1999-12-29 | Hitachi, Ltd. | Moteur a combustion interne de type a injection dans le cylindre |
| JP2000213392A (ja) * | 1999-01-26 | 2000-08-02 | Mitsubishi Motors Corp | 筒内噴射型火花点火式内燃機関 |
| JP2002339848A (ja) * | 2001-05-14 | 2002-11-27 | Nissan Motor Co Ltd | 直噴火花点火式エンジンの制御装置 |
| CN100400853C (zh) * | 2002-02-28 | 2008-07-09 | 雅马哈发动机株式会社 | 缸内燃料喷射式内燃机 |
| JP2009174345A (ja) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Suzuki Motor Corp | 筒内噴射型内燃機関の制御装置 |
| JP2017115812A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 本田技研工業株式会社 | 直噴式内燃機関 |
| WO2022029208A3 (en) * | 2020-08-05 | 2022-07-07 | Brp-Rotax Gmbh & Co. Kg | System and method for managing piston temperature in a vehicle |
| US11598250B2 (en) | 2018-05-31 | 2023-03-07 | Brp-Rotax Gmbh & Co. Kg | Exhaust system for an engine |
| US11802506B2 (en) | 2017-07-10 | 2023-10-31 | Bombardier Recreational Products Inc. | Air intake and exhaust systems for a snowmobile engine |
-
1996
- 1996-09-19 JP JP24811496A patent/JP3608307B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7121253B2 (en) | 1998-06-22 | 2006-10-17 | Hitachi, Ltd. | Cylinder injection type internal combustion engine, control method for internal combustion engine, and fuel injection valve |
| US6390059B1 (en) | 1998-06-22 | 2002-05-21 | Hitachi, Ltd. | Cylinder-injection type internal combustion engine, method of controlling the engine, and fuel injection nozzle |
| US6427659B2 (en) | 1998-06-22 | 2002-08-06 | Hitachi, Ltd. | Cylinder injection type internal combustion engine, control method for internal combustion engine, and fuel injection valve |
| WO1999067514A1 (fr) * | 1998-06-22 | 1999-12-29 | Hitachi, Ltd. | Moteur a combustion interne de type a injection dans le cylindre |
| US6520144B2 (en) | 1998-06-22 | 2003-02-18 | Hitachi, Ltd. | Cylinder injection type internal combustion engine, control method for internal combustion engine, and fuel injection valve |
| US6732706B2 (en) | 1998-06-22 | 2004-05-11 | Hitachi, Ltd. | Cylinder injection type internal combustion engine, control method for internal combustion engine, and fuel injection valve |
| US7013863B2 (en) | 1998-06-22 | 2006-03-21 | Hitachi, Ltd. | Cylinder injection type internal combustion engine, control method for internal combustion engine, and fuel injection valve |
| JP2000213392A (ja) * | 1999-01-26 | 2000-08-02 | Mitsubishi Motors Corp | 筒内噴射型火花点火式内燃機関 |
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| US7404389B2 (en) | 2002-02-28 | 2008-07-29 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Direct injection internal combustion engine |
| JP2009174345A (ja) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Suzuki Motor Corp | 筒内噴射型内燃機関の制御装置 |
| JP2017115812A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 本田技研工業株式会社 | 直噴式内燃機関 |
| US11802506B2 (en) | 2017-07-10 | 2023-10-31 | Bombardier Recreational Products Inc. | Air intake and exhaust systems for a snowmobile engine |
| US11598250B2 (en) | 2018-05-31 | 2023-03-07 | Brp-Rotax Gmbh & Co. Kg | Exhaust system for an engine |
| WO2022029208A3 (en) * | 2020-08-05 | 2022-07-07 | Brp-Rotax Gmbh & Co. Kg | System and method for managing piston temperature in a vehicle |
| EP4212713A1 (en) * | 2020-08-05 | 2023-07-19 | BRP-Rotax GmbH & Co. KG | System and method for managing piston temperature in a vehicle |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3608307B2 (ja) | 2005-01-12 |
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