JPS601351A - 内燃機関の燃料噴射方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はディーゼル機関等の筒内噴射内燃機関の燃料噴
射力法に関する。

従来技術 ディーゼル機関においては、機関筒内の圧縮空気中に噴
射された燃料の着火遅れが生ずることが知られておシ、
この着火遅れは機関回転速度が低いほど、低負荷である
ほど、また機関の冷却水や吸入空気の温度が低いほど、
大きくなる。着火遅れが生じた場合には、着火遅れ期間
中に噴射された燃料は空気と混合し、着火と同時に瞬間
的に燃焼して大きな爆発音を生じ、騒音となる。

また、ディーゼル機関において騒音防止と燃焼効率の向
上とを両立させるためには、燃焼の後期となるほど燃焼
を激しくしてやることが必費であル、これはよく知られ
た小実であるが、実現が困難なこともよく知られている
。

上記の技術問題を解決するには、パイロット噴射を含む
唄躬率の精密制御、特にデジタル電子制御を行なうこと
が有効であると考えられるが、そのための高速応答の噴
射弁も、また制御方法もまだ知られでいない。

発明の目的 本発明の目的は、筒内噴射機関の着火遅れ時間を予め推
定し、この着火遅れ時間だけ先行してわずかの燃料噴射
を行い、先行した徴証唄射分の燃料が着火してから主た
る燃料噴射を開始させ、それによシ内燃機関の爆発音を
低減させることにある。

発明の構成 本発明においては、電歪式アンチ８−．：ＯＩ：−タの
伸縮によって開閉制御される内燃機関の筒内に燃料を噴
射して供給する噴射弁を用い、該内燃機関の１回の燃焼
に対して該噴射弁に複数回の開閉を行なわせる内燃機関
の燃料噴射力法が提供される。

実施例 第１図は本発明にかかる＠側方法をディーゼル機関に適
用した場合の第１の実施例を示す装置全体の構成図であ
る。

第１図において、１は電歪式アクチュエータ２によって
駆動されて開閉する噴射弁である。噴射弁１はディーゼ
ル機関８の筒内にノズルから燃料を噴射するように該デ
ィーゼル機関８に取シ付けてめシ、この噴射弁ｌにはア
キュームレータ３から高圧の燃料が供給されている。こ
のアキニームレータ３には内燃機関によって駆動烙れる
高圧ポンプから、例えば２００ＫＱ／ａｊの燃料圧が供
給され蓄圧されている。

泥２図は噴射弁１の側断面図である。電歪式アクチュエ
ータ２は制御装置４によって印加電圧が制御されておル
、その印加電圧が一５００Ｖのときに噴射５ｆｌは開弁
して噴口１２０から内燃機関の筒内に燃料を噴射し、ま
た、印加電圧が＋５００■のときに噴射弁１は閉弁して
燃料噴射を停止する。なお、この噴射弁については本出
願人による昭和５８年４月１５日の特許願ｒ１７３燃機
関の燃料噴射装置」に記載されている。

第２図装置において、噴射９′Ｆ１は電歪式アクチーエ
ータ２の伸縮によシ動作する。電歪式アクチュエータ２
は電歪効果を有する薄い円盤状の圧電素子を積層したも
のである。たとえば圧電素子としてＰＺ’ｌ’と称され
るチタン酸ジルコン酸鉛を焼結したセラミックを用い、
その直径を１５麟、厚さを０．５　ｍ　とした場合、厚
さ方向に５００Ｖ印加すると約０．５μｍ伸長し、逆に
、−５００Ｖ印加すると約０．５μｍ収縮する。従って
、このような素子を１００枚積層すれば、１００倍の伸
縮が得られる。

電歪式アクチェエータ２の各圧電素子の両面には銀電極
が形成されておシ、その１つはリード線２０１に接続さ
れ、他の１つ線接地されている。

リードＩｆｉ！２０１はグロメット１０３を介してケー
シングアッパ１０４を貫通して外部へ取出されて制御装
置４に接続されている。電歪式アクチェエータ２の伸縮
動作はピストン１０５に直接伝達され、この結果、ピス
トン１０５は上下往復運動を行う。

ピストン１０５はケーシングアッパ１０４内のシリンダ
１０６内を摺動し、ポンプ室１０７の容積を拡大および
縮小してポンプの作用を行う。ポンプ室１０７内には電
歪式アクチュエータの収縮方向にピストン１０５を付勢
する皿はね１０８が設けられている。これにょシ、電歪
式アクチュエータ２の伸長力に比べて弱い収縮力を補っ
てｂる。

ポンプ室１０７は円盤状のディスタンスピース１１０を
介してノズルボディ１１１の二−ドルシ！ｊ：／ダ１１
２内に導通している。ニードル７リンダ１１２内にはノ
ズルニードル１１３が摺動ムＴ能に収納きれておシ、こ
のノズルニードル１１３の上端面にポンプ室１０７の圧
力が作用する。ノズルニードル１１３の上端部の外周に
ｕＩＪング状のくほみ１１４が形成され、このく＃１み
１１４にはディスタンスピース１１０の下端面を支点と
してノスル二一ドル１１３を下方に付勢するための皿ば
ね１１５がはめ込まれている。

また、ディスタンスピース１１０の軸方向には複数の導
通孔１１６が設けられてお）、これにょシ、ポンプ室１
０７とニードル７リンダ１１２とが導通している。なお
、導通孔１１６はノズルニードル１１３のくばみ１１４
に対向してニードルシリンダ１１２内に開口している。

ノズルニードル１１３の下）１部の外周部にはリング状
のくぼみ１１７が設けられ、また、中心部には突起１１
８が設けられている。そして、１１９はノズルニードル
１１３の下端部の７ラツト面を示している。ニードルシ
リンダ１１２の中央部にはノズルニードル１１３の突起
１１８を貫通するための噴口１２０が設けられている。

なお、ノズルニードル１１３のフラット面１１９とニー
ドルシリンダ１１２の下端部とは密着可能であシ、この
結果、密着していれば噴口１２０は閉じられ、密着して
いなければ噴口１２０が開かれることになる。

ニードルシリンダ１１２の下端部にはリング状に拡大し
た燃料だ１シ１２２が設けられておシ、この燃料だまシ
１２２は燃料通路１２３に導通している。燃料通路１２
３は、ノズルボディ１１１、ディスタンスピース１１０
およびケーシングアッパ１０４を貫通している。さらに
、ノズルニードル１１３Ｐ’３には燃料だまり１２２と
導通する通路１２４が設けられ、その上端部に開口１２
５が形成されている。この開口１２５はノズルニードル
１１３の上端面がディスタンスピース１１０の下端面に
密着しでいると飴に閉じられる。

上述のケーシングアッパ１０４、ディスタンスピース１
１０およびノズルボディ１１１は同径であって、この順
序で積み重ねられ、そして、袋状のケーシングロア１２
６によって１１方向に押圧されて固定され、る。このと
き、ケーシングロア１２６の雌ねじはケーシングアッパ
１０４の雄ねじにねじ込まれる。また、ケーシングロア
１２６の下端部の開口において、突起１１８および噴口
１２０が露出してｂる。さらに、ケーシングロア１２６
の外周に雄ねじ１２８が形成されておシ、これによシ、
ディーゼル機関８に固定することができる。

なお、１２９はＯリング、１３０はノックビン、１３１
はケーシングアッパ１０４に設けられた鈷料入口である
。

次に、第２図の健料噴射升の動作を説明する。

始めに、電歪式アクチェエータ２に＋５００Ｖを印加す
ると、電歪式アクチュエータ２は伸長し、従って、ポン
プ室１０６の容積は縮少してこの日」の燃料圧は高くな
る。この高圧はノズルニードル１１３の上端部に作用し
てノズルニードル１１３をニードルシリンダ１１２の下
端面に押圧させる。

この結果、噴口１２０は閉じて燃料噴射は行われない。

このとき、燃料だまシ１２２には燃料通路１２３を介し
てアキュムレータ３によって２００にり／−の燃料が供
給されておシ、この燃料圧はノズルニードル１１３の通
路１２４を介してノズルニードル１１３の上端面全体に
作用するので、ノズルニードル１１３の下のフラット面
１１９はニードルシリンダ１１２の下端面に密１ｉ　Ｌ
続ける。

上述の状態において、電歪式アクチュエータ２に一５０
０Ｖの電圧を印加すると、電歪式アクチュエータ２は収
縮し、従って、ポンプ室１０６の容按が拡大する。この
結果、ノズルニードル１１３は上方に吸い上けられる。

このとき、ノズルニードル１１３の通路１２４を介して
燃料だまシ１２２の燃料も吸引されるが、ノズルニード
ル１１３がニードルシリンダ１１２の下端に密着してい
るときのノズルニードル１１３の上端とディスタンスピ
ース１１０の下端との距離は大体０．２９でｔ）Ｄ且つ
通路２４の直径も０．５難程度であるので、通路１２４
を介して吸引される燃料量は無視できる。

さらに、このとき、ノズルニードル１１３の上端面がデ
ィスタンスピース１１０の下端部に密着すれは、通路１
２４の開口１２５が閉じられる。従って、この状態では
、ノズルニードル１１３の下面全体に２００Ｖ４／ｃＪ
の燃料圧が作用するので、ノズルニードル１１３の上端
面はディスタンスピース１１０の下端面に密着し続け、
この間、噴口１２０から燃料噴射が行われる。なお、燃
料噴射時において、突起１１８は燃料噴射角を調整する
と共に噴口１２０の目詰シを防」卜するものでおる。

第１図に戻シ、制御装置４には４個のセンサ５１〜５４
からそれぞれ信号Ｓｓｔ〜８ｓ４が入力されている。

センサ５１は例えばマグネットピックアップ尋を用いた
回転速度センサであって、内燃機関の回転速度Ｎ　ＩＣ
（ｒＰｍ）に対応した角度信号５ｌｉ１を発する。この
回転速度センサ５１はエンジン−クランクシャフトの１
／！の回転に同期して１回転するシャフト５５に装着さ
れたシグナルプレート５６の近傍に配置され、該シグナ
ルプレート５６の外周部に刻設された突起部５７を検出
してシグナルプレートの１回転あたシフ２０個のパルス
からなる角度信号８８１を発生するものであシ、この角
度信号８１１１の１パルスはエンジン・クランクシャフ
トのＩＣＡの回転に対応している。

センサ５２は例えばマグネットピックアップ尋を用いた
基準位置センサであり、上記のシグナルプレート５６に
設けられた１個の突起部５８を検出し、基準信号Ｓ６３
を発生する。この基準信号Ｓｓｚは基準位置、例えば本
実施例では内燃機関の圧縮上死点前３ＱＣＡに発生され
るようになっておシ、そのための適当な位置に突起部５
８が設けである。

センサ５３はｆｌえけアクセルペダル５９と連動するポ
テンショメータを用いた負荷センサで１）、アクセルペ
ダルの開度０　（ｄｅｇ）に対応した電圧の信号Ｓｓａ
を発生する。

センサ５４はサーミスタ等を用いた温度センサでおシ、
内燃機関のウォータジャケットに設置されておシ、内燃
機関の冷却水の温度Ｔ（０Ｋ）に対応して抵抗値が変化
しそ信号８５４を発生する。なお、この＠度センサ５４
は該冷却水の代わシに吸入空気の温度を検出する構成と
なっていてもよい。

制御装置４は、内燃機関の回転速度ＮＥ、アクセル開度
θ、冷却水温Ｔにそれぞれ相当する各センサ５１，５３
．５４からの出力信号５Ｉ１１　＋８１１　ｅ８６４に
基づいて適正なる噴射燃料ｆｉｑ（νｓｔ）　を計算し
、該燃料量ｑを噴射するために必袂な噴射時間τ（μ５
ｅｃ）　を計算する。同時に適正なる燃料噴射開始時期
を計算して、その時期の到来を回転速度センサ５１およ
び基準位置センサ５２によシ判断し、その噴射開始時期
に電歪式アクチェエータ２に一５００Ｖの電圧を印加し
て噴射９１−１を開弁する。

本発明方法においては、上記の燃料噴射時間τは連続さ
れず、第３図に示すように、第１噴射時間τ１と第２噴
射時間τ２とに２分割されてその間に噴射停止時間ｔが
おかれる。第１噴射時間τ１は３０μｓｅｃ　に固足し
てあシ、 τ−τ１＋τ２　・旧・・・・・＋０ となるように第２噴躬時間τ２が決定される。噴射停止
時間ｔは回転速度ＮＥ、燃料量ｑ、冷却水温Ｔによって
次式（２）で決定され、これは上記各機関動作条件下で
の推定された着火遅れ時間である。

ＮＢ　ｘ　ｑ　ｘ　Ｔ　”’　”’　”’　”ここでｎ
ｌは常数であシ、ｆ！１えば ｍ　−２，５Ｘ　Ｉ　Ｑ’　（ｍｓｅｃ、ｒｐｍ、ｙｙ
７ｓｔ、　’Ｋ）とすれは、Ｎｇ−６０Ｏｒｐｍ、　ｑ
−７ｑ／ｓｔ　、　’ｌ’−３５３宝のときには、ｔ”
’　１．６９　ｍ５ｅｃ　となる。また、Ｎｚ　−６０
Ｏｒｐｍ　、　ｑ−７Ｗ／８ｔ　、Ｔ−２７３°ＫＶ）
ときに紘、ｔ　＝　２．１８ｍ５ｅｃとなる。（１−７
キ／ｌｉｔのとき？適正な噴射時間τは２００μ５ｅｃ
−ｃありて、このときにｕ　３０　ｘｓｅｃの第１＋１
ｊｔ射時間τ１と１７　Ｑ４ｓｅｃの第２噴射時間τ２
との噴射の間に上呂Ｃの噴射停止時間１がおかれる。

このように、噴射停止時間ｔがおかれることにより、第
１噴射時間τ１で筒内にパイロット的に噴射きれた微１
の燃料が着火する時点まで主たる溶料噴射が停止され、
着火後に再び溶料噴射が第２噴射時間τ２　にわたシ行
われるので、従来のように着火遅れ時間中に噴射された
燃料が着火と同時に瞬間的に燃焼して大きな爆発音を生
じるといったことがなくなる。

なお、噴射停止時間ｔは、式（２）からも明らかなよう
に、回転速度ＮＥ、燃鼾量ｑ、冷却水臥Ｔが大きくなる
に従って短かくなり、例えばＮｇ−２００Ｏｒｐｍ、　
ｑ−１５ｍ１７ｓｔ　、　’ｆ、、、３５３　Ｋテは、
を−０，２４ｍ５ｅｃ　となる。本実施例においては採
用されていないが、このように噴射停止時間ｔが０．２
ｍ５ｅｃ程度以下となるときには、１１λ射停止時間を
無くしてしまうような制御も有効である。この現出は、
Ｎｇ　Ｘ　ｑ　ｘ　Ｔの値がある程度以上大きい条件下
では、着火遅れ時間が非常にｌトさくなるので。

予混合燃焼による騒音が問題とならなくなるからである
。

次に、制御装置４について説明する。

第４図は制御装置４のブロック構成を示す図である。

第４図において、前記の回転速度センサ５１および基準
位置センサ５２の各出力信号８５１　、ｓｓｘはそれぞ
れ第１整形回路４１１および第２整形回路４１２で波形
整形され、“０”（Ｏｖ）または１１”（５ｖ）レベル
のパルスである角度信号８１１おヨヒ基準信号Ｓ１２に
変換される。負荷センサ５３からの信号８！３は第１　
Ａ／ＪＪ　（アナログ／デジタル）変換回路４１３によ
シ１６ビツトのデジタル信号ＤＩ１１に変換され、パス
ライン４９４に導かれる。温度センサ５４は前記したよ
うに冷却水温Ｔに応じて抵抗値が変化し、この抵抗値変
化は第２　Ａ／Ｄ変換回路４１４によシ１６ビツトのデ
ジタル信号ＤＩ４に変換され、上記同様にパスライン４
９４に導かれる。

エンジン回転カウンタ４１５は１６ビツトのカウンタで
ＬＪ）、そのリセット入力には第２整形回路４１２から
の基準信号８１２が導かれておシ、またクロック入力に
はクロック信号発生回路４１６にて発生された１０６Ｎ
−１ｚのクロック信号ＣＬＫ　１が導かれている。この
エンジン回転カウンタ４１５はリセット信号が来る前に
カウンタがオーバ７日−してしまうことのないように、
カウンタの最大値でカウントが自動的に停止するような
機能を備えている。なお、この機能は以下に説明する各
カウンタにも備えられているものとする。

エンジン回転カウンタ４１５のカウント内容はそのリセ
ット入力に基準信号８１＋１が入力された時点でラッチ
され、デジタル出力信号Ｄ１ｓの形でパスライン４９４
に導かれる。したがって、このエンジン回転カウンタ４
１５の出力信号１）ＩＢはエンジン回転周期ｒｌｔＮに
対応していることになる。

角度カウンタ４１７は１６　ｂｔｔのカウンタでめシ、
そのリセット入力端子には基準信号Ｓ１１が導かれ、そ
のクロック入力端子には第１整形回路４１１からの角度
信号８Ｎが導かれ、その出力信号”１？は角［コンパレ
ータ４１９の一カの入力端子に導かれる。したがって、
この角ｒｂｌカウンタ４１１のカウント内容は基１ｊＪ
Ｓ伯号ＳＩ２が発生してからの時々刻々のエンジン回転
角度φを災ゎしている。

角度ラッチ回路４１８は１６ピノトのラッチ回路であり
、後述のＣＰＬＪ（中央処理装置）４９１で演算された
ボ正なるｒｆｔ射開始時期に対応するエンジン回転角度
φｉ　をラッチし、デジタル信号Ｄ１８の形で角度コン
パレータ４１９の他方Ｑ入力端子に出力する。

角反コンバレ・−夕４１９は１６ビツトのコンパレータ
であシ、角産カウンメ４１７の出力１）１７と角度２ツ
チ回路４１８の出力Ｄｌｌｌとを比転し、ＤＩ７””Ｉ
ｌ＋となった時点、すなわち基準位置からのエンジン回
転角問φが適正な咳射開始時期に相当する回転角度φｉ
となった時点でψルベルの一致イａ　＠　ｂＩｏを出力
する。

ワンショットマルチ４２０はそのトリガ入力９１Ｍ子に
角質コンパレータ４１９の一致信号ｓ１．が導かハてお
シ、この信号ＳＩ９に同期して３０μｓｅｃの時間幅一
定の″′１′ｍレベルのパルス信号を出方する。

この一定時間幅がＪ　１　ｐｉ則時間τ１　に相当する
ことになる、 第１カウンタ４２１は１６ビツトのカウンタでアリ、そ
のリセット入力端子にはワンショットマルチ４２０の出
力信号Ｓ２ｏか導かれ、そのクロック入力端子にはクロ
ックイ七号発生回路４１６からのＩＭ）ｆのクロック信
号ＣＬＫ２が導かれている。

したがって？Ｐ、１カウンタ４２１の出力信号Ｄ！１は
、ワンショットマルチ４２０が３０μｓｅｃのパルスを
発生し終わってからの時々刻々の経過時間Ｔ、を表わし
ている。

第１ラッチ回路４２２は１６ビツトのラッチ回路であシ
、ＣＰＵ４９１で演（至）でれた噴射停止時間１をラッ
チして信号ＩＪ２２として出方する。

ｆＲｒ　１　：ｆｆ　７　ハＬ／−夕４２３ハ１６ビツ
トのコンパレータであシ、前記経過時間Ｔ１　に相当す
る第１カウンタ４２１の出力信号Ｄ２１と、ｎｔ＋記噴
射停止時間ｔに相当する第１ラッチ回路４２２の出方信
号”２ｍとを比較し　１）、、　−Ｄ２．　、すなわち
第１噴射時間τ１　が終了してからの経過時間Ｔ１　が
噴射停止時間ｔと等しくなった時点で・ｌ・レベルの一
致信号８２ｓを７リツプ７０ツブ４２７０セツト入力蝙
子に出力する、 第２カウンタ４２４は１６ビツトのカウンタであシ、そ
のリセット入力端子には第１コンパレータ４２３の一致
信号８２ｓが導かれ、そのクロック入力端子にはクロッ
ク信号発生回路４１６からのｌ　Ｍｌ−１ｚのクロック
信号ＣＬＫ２が導かれ、その出力信号Ｄ２４は第２コン
パレータ４２６の一方の入力端子に導かれる。したがっ
て第２カウンタ４２４の出力１）！４は’ｌ’、−１と
なってからの時々刻々の経過時間Ｔ２　をとわしでいる
。

第２ラッチ回銘４２５は１６ビツトのラッチ回路であシ
、ＣＰＵ４９１の演算した第２噴射時間τ２をラッチし
てデジタル出力信号Ｄ２６の形で第２コンパレータ４２
６に出力する。

第２コンパレータ４２６ｔｉ１６に’ッ）ＩＺ）コンパ
レータであシ、経過時間Ｔ２　に相当する第２カウンタ
４２４の出力信号病４と、第２噴射時間τ２に相当する
第２ラッチ回路４２５の出力信号Ｄｔ５とを比較し、　
ｉ）、４．１）２．　、すなわち噴射停止時間ｔが終了
してからの経過時間Ｔ２　が第２噴射時間τ：に等しく
なった時点で゛１″レベルの一致侶号Ｓ２゜ｔフリップ
フロップ４２７のリセット入力端子に出力する。

セクトリセット・７リツプフロツプ４２７は、前述のよ
うに、そのセット入力端子には第１コツパレータ４２３
の出力でおる’ｆ１ｍ　ｔ　なる一致信号８ｚｓが尋か
れ、そのリセット入力端子には第２コンパレータ４２６
の出力であるＴ２−τ鵞なる一致（ｉＪ　＠　嶋ｓが導
かれている。しだがってスリップンロップ４２７の出力
端子ＱからはＴ、＝ｔで″１″レベルとなシ、Ｔ２−Ｔ
２で０”レベルとなる信号Ｓ２７がオア回路４２８に出
力される。

オア回路４２８はワンショットマルチ４２０の出力であ
る時間幅τ１が３０μｓｅｃの信号Ｓ２ｏと、フリップ
７０ツグ４２７の出力信号Ｓａｙとの論理和をとシ、そ
の結果の信号８２Ｂを駆動回路４９５に出力する。

駆動回路４９５は電歪アクチェエータを駆動する回路で
ｓｂ、その出力電圧は電歪アクチュエータ２に印加され
る。この駆動回路４９５はオア回路４２８の出力信号ｓ
ｒｓが″′１時レベルのときは一５００Ｖの電圧を出力
して噴射弁１を開き、“０”レベルのときは＋５００Ｖ
の電圧を出力して噴射９ｆ１を閉じる。

電源回路４９６はバッテリ６からキースイッチ６１を介
して供給された電圧を安定化した後に装置各部へ電源電
圧として供給するとともに、電歪アクチュエータ駆動用
の＋５００Ｖの高電圧を発生して駆動回路４９５へ供給
する回路である。

ＣＰＵ　４９１　は１６ビツトの中央処理装置であシ、
その割込み入力端子ｌＮＴｌには前記基準信号Ｓ１冨が
導かれる。■のＭ２Ｏ３はＣＰＵ４９１のプログラムお
よび各柚データを格納しである読取シ専用メモリであシ
、ＲＡＭ４９３はＣＰＵ　４９１の作業用のランダム・
アクセス・メモリである。これらＲＯＭ４９２　、　Ｒ
ＡＭ４９３はパスライン４９４を介してＣＰＵ　４９１
に接続される。

次に、上記回路構成の制御装置４を含む実施例装置の動
作について説ＩＪする。

第５図はＣＰＵ　４９１　のプログラム・フローチャー
トでめシ、第６図は第４図装置における各部信号波形図
である。

初めに、ＣＰＵ４９１における処理について説明する。

ＣＰＵ４９１の処理ルーチンは、メインルーチンと、割
込みｌＮＴｌが入力されるたびに起動するｌＮＴ１ルー
チンとから成る。メインルーチンでは各部のイニシャラ
イズを行った後、割込みを許可してアイドルルーズに入
る。

ｌＮＴｌルーチンは基準信号Ｓｔｘが発生するたびに起
動され、必要な噴射燃料量、噴射開始時期の演算を行い
、前述の適正噴射開始時期のエンジン回転角度φｉ、噴
射停止時間ｔ、第２噴射時間τ３を演算してその演算結
果をそれぞれラッチ回路４１８．４２２，４２５　に出
力してラッチさせ、これによ多燃料噴射制御を行う。

ｌＮＴｌルーチンの最初では、第１　Ａ／ｌ）変換回路
４１３からアクセル開度θを読み込み、第２Ａ／Ｄ変換
回路４１４から水温’ｌ’　？ｆ−読み込み、続いてエ
ンジン回転カウンタ４１５から回転周期ＴＮを読み込む
。そして回転周期ＴＮＫよジエンジン回転数ＮＢを演算
し１台上試験等で予めめておいたアクセル開度θと工／
ソン回転数ＮＢとに対する基本噴射量ｑあ。Ｂのマツプ
から補間によシ基本噴射量ｑＢＮ３Ｂをめる。

次に水温Ｔに対する補正ｔｔｐをマツプからめ、先の基
本噴射量ｑＢＡ８Ｅ　１Ｃ掛けることによシ、温度補正
のされた噴射燃料ｔｑを演算する。そして。

この噴射燃料量ｑに対する質躬時間τのマツプから噴射
弁が開弁される噴射時間τをめる。さらにこれらの演算
とは別に、噴射燃料量ｑとエンゾ／回転数ＮＥに対する
噴射開始時期回転角度φｉのマツプから補間により上記
条件下での噴射開始時期の回転角度φｉ　をめる 次に噴射停止時間ｔを なる式に基づいて演算し、さらに次式 τ、＝τ−３０μｓｅｃ によシ第２１’ｊｉｊ射時間τ２　をめる。最後に上記
演算によ請求まった噴射開始時期エンジン回転角度φｉ
、噴射停止時間ｔ、へ１２噴射時間τ２　を各２ッチ回
路４１８，４２２，４２５に出力し、この後にメインル
ーチンにリターンする。以後は制御装置４内の各回路に
よシ所定のタイミングで信号が発生される。

まず、基準位置センサ５２によシブイーゼル機関の圧縮
上死点前３０ＣＡの基準位シーで基準信号Ｓｓｚが発生
され、これが第２整形回路４１２で波形整形されて第６
図（１）に示す基準信号Ｓ１２が発生される。この基準
信号Ｓ＋ａは角度カウンタ４１７のリセット入力端子に
入力され、これによｐ角度カウンタ４１７はエンジン回
転角度に対応する角度信号８３１のパルス数をこの時点
からカウントし始め、そのカウント出力信号”１７を角
度コンパレータ４１９に出力する。

角度コンパレータ４１９は角度カウンタ４！７に所定の
パルス数が入力されてその出力Ｄｌが角度ラッチ回路４
１８の出力１）１８と等しくなったとき、すなわち時々
刻々ψエンジン回転角度φが適正な噴射開始時期に相当
する回転角度φｉ　となった時点で、第６図（３）に示
す゛１″レベルのパルス出力（８号Ｓ１．をワンショッ
トマルチ４２０に出力す−る。これによシワン７日ット
マット４２０はトリガされ、第６図（４）に示す時間幅
３０μｓｅリパルス出力信号Ｓ卸をオア回路４２８およ
び第１カウ−ｙ＼ り４２１に出力する。

この信号Ｓ２ｏの立下シに同期して第１カウンタ４２１
がスタートし、この第１カウンタ４２１によ！り７１１
時される経過時間Ｔ＋　’ＩＩＺ第１ラッチ回路４２２
に設定された噴射停止時間ｔＫ等しくなった時点で、第
１コンパレータ４２３の出力に第６図（５）に示す“１
”レベルのパルス信号８２ｍが発生されてクリップフロ
ップ４２７および紀２カウンタ４２４に送出される。し
たがって第６図（７）に示すように７リツプフロツプ４
２７がセットされる。

同時に第２カウンタ４２４がスタートし、Ｔ、−丁、。

すなわち第２カウンタ４２４によシ側時される経過時間
Ｔ２　が第２ラツチ回路４２５．に設定された第２噴射
時間τ！　七等しくなった時点で、第２コンパレータ４
２６の出力にＭ６図（６）に示すパルス信号Ｓ！ｅが発
生し、この信号ＳＨによシ第６図（７）に示すように７
リツプ７０ツブ４２７の出力をリセットする。

ワンショットマルチ４２０の出力信号５．と７リツプ７
０ツブ４２７の出力１δ号８２７とはオア回路４２８で
加′Ｊ４．され、オア回路４２８は第６図（８）に示す
ような出力信号５ｆｉｌｌを駆動回路４９５に送出する
。駆動回路４９５位、第６図（９）、α（２）に示すよ
うに、この信号Ｓ！８が１１”レベルのときには一５ｏ
ｏＶｆ）電圧を電歪アクチェエータ２に出力して燃料噴
射を行い、Ｏ”レベルのときに社＋５００Ｖの電圧を出
力して燃料噴射を停止する。

第７図は本発明方法にかかる第２の実施例の制御装置を
示すブロック構成図でおる。この第２の実施例装置によ
る噴射力法は、燃ｌＩ４噴射を３回に分けて行い、全燃
料噴射期間を長くして空気の利用度を向上させるととも
に、１回目、２回目、３回目と順次に一升時間が長くな
るようにして燃焼効率を同上させるものである。

この第２の実施的の噴射方法においては、　ｆｆｊｌｊ
御装置４′によって噴射時間τが決定されるところまで
は第１の実施例と同じである。ｖ１２の美施例では、第
８図に示すように、この噴射時間τはＭ１噴射時間τ１
、第２１ｆｔ射時間τｘＪ３噴射時間τ８の三つに分割
される。τ１とτ２とて３は１対２対３の関係に必９、 τｌ　”　６ τ τ２謔Ｓ １ｍ　”’　Ｔ τ腸十τ２＋τ３紀τ で勘る。ｒＪとτ２２よびτ２とτ３の間隔、すなわち
噴射性・正時間ｔは、回転速度ＮＥの関数であって次式
で決定される。

ｔ″′ＮＥ ここでｎは常数であシ、力えは、Ｈ−９Ｑ　□ｍｓｅＣ
８ｒｐｍとすれば１回転速ｇｌＱＥが６００１’ｐｍの
とき。

噴射停止時間ｔは１．５ｍ５ｅｃ　となる。いま、全負
荷時であって噴射燃料量ｑが４２Ｗ／ａｔ　でおれば。

噴射時間τは１．２ｍ５ｅｃであって、第１噴射時間τ
１はｇ、２ｍ５ｅｃ、第２噴射時間τ２は０．４ｍ５ｅ
ｃ　、第３噴射時間τ３は０．６ｍ５ｅｃとなり、そし
てτ１とτ雪との間、およびτ２とτ３との間にそれぞ
れ１．５ｍ８６Ｃの噴射停止時間１がおかれる。このよ
うに回転速ＥＮＥが低速であるときには、第１噴射時間
τ１の開始から第３噴射時間τ３の終了までの期間は４
．２ｍ５ｅｃにもなシ、低速時における９気利用度が向
上する。

一力１回転速ｆｆｔＮｇが高速１例えば４ｏｏｏｒｐｍ
であるようなときには、噴射停止時間ｔは０．２３ｍ５
ｅｃでｂシ、噴射燃料量ｑが４２り／ｓｔであれば、植
１噴射時間τ１の開始から第３噴射時間τ３の終了まで
の期間は１．ｆ５３　ｍ５６（にしかならない。

すなわち、低連（６００ｒＩ）ｍ）時の全燵料噴射期間
は高速（４０００ｒｐｍ）ｆ与に比べて２．６倍になる
わけである。

また、この第２の実施例では、τ冨くτ２くτ８の関係
におる。このように噴射弁の開弁を複数回に分けて早い
時点での開弁時間よシも遅い時点での開弁時間を長くす
ると、燃焼の後期となるほど燃焼が激しくなシ、ディー
ゼル機関における騒音発生の防止と燃焼効率の向上とが
両立される。

第７図の制御装置４′について説明すると、センサ５１
〜５４、回路４１２〜４１９，４９１〜４９５等の構成
は第１の実施例とはは同じである。

異なる部分は、第１〜第３噴□射時間τ１〜τ３を得る
ための回路部分と、各噴射時間のあめだの＠躬停止時間
ｔを得るための回路部分であシ、以下、これ等につｂて
述べる。

第３〜第７カウンタ４３０〜４３４ハ１６ビツトのカウ
ンタであシ、そのリセット入力端子にはそれぞれ前段の
コンパレータの一致信号が入力されておシ、そのクロッ
ク入力には１ＭＨｚのクロック信号ＣＬＫ２が導かれて
いる。第３〜第７ラツチ回路４３５〜４３９はそれぞれ
１６ビツトのラッチ回路てめシ　ＣＰＵ　４９１の演算
した７１１食。

τ２．ｔ、τ３をそれぞれラッチして出力する。第３〜
第７コンパレータ４４０〜４４４は１６ビツトのコンパ
レータであシ、それぞれに入力されるカウンタとラッチ
回路との出力が一致した時点で“１″レベルの一致信号
を出力する。第３〜第５７リツプフロツプ４４５〜４４
７は、そのセット入力端子とリセット入力端子にそれぞ
れ前段コンパレータの一致信号と次段コンパレータの一
致信号が尋かれている。オア回路４４８は第３〜第５７
リツプ７０ツブ４４５〜４４７の出力を加算して駆動回
路４９５へ出力する。

次に、この制御装置４′の動作について説明する。

なお、第１の実施例と同様な部分の説明は省略する。

第９図はＣＰＵ４９１のプログラム・フローチャート、
第１θ図は第７図装置の各部信号波形図でおる。基準信
号ＳＺＳによシＩＮＴ　ルーチンが起動され、アクセル
開度０、水温Ｔ、回転周期ＴＮ　ｆｆ−読み込み、噴射
時間τｉ　および噴射開始時期の回転角度φｉを演算す
るところまでは第１の実施例と同様である。その後、第
１〜第３噴射時間τ１〜τ３、 ６ τ！−二 ３ τ を計算し、さらに噴射停止時間ｔ。

ｔ″″町 を演算し、τ１．倉、τ２．ｔ、τ８をそれぞれ第３〜
第７ラツチ回路４３５〜４３９へ出力し、リターンする
。以後はハードウェアにょシ所定のタイミングにて信号
が発生１する。

まず、基準信号８ｔｚ　（第１０図＋１）参照）が発生
してから所定のパルス数の角度信号Ｓ＋＋　（第１０図
（２）参照）が入力された時点でφ−φｉ　となシ、角
度コンパレータ４１９の出力に１”レベルのパルス信号
５１ｓｌ（第１０図（３）参照）が発生し、第３７リツ
プ７０ツブ４４５をセットする（第１０図（９）参照）
。同時に、第３カウンタ４３０がスタートシ、そのカウ
ント時間がτ１　となった時点で第３コンパレータ４４
０の出力に１１″レベルのパルス信号Ｓ４．　＜第１０
図（４）参照）が発生し、クリップ７０ツブ４４５をリ
セットする（第１０図（９）参照）。同時に第４カウン
タ４３１がスタートし、そのカウント時間がｔとなった
時点で第４コンパレータ４４１の出力にｌ”レベルのパ
ルス信号５４Ｉ（第１０図（５）参照）が発生し、第４
７リツプフロツプ４４６をセットにする（第１０図αＱ
参照）。

以下同様にして次々とカウンタが作動し、第３〜第５フ
リツプ７０ツブ４４５〜４４７の出力には第１０図（９
）〜αυに示すように、それぞれτ１．τ２゜τ３　な
るパルス幅の信号８４ｇ　−８４７が得られる。

これらの信号８４５〜８４７はオア回路４４８にて加算
されて該オア回路４４８から信号５４１１　（第１０図
ａ）参照）として駆動回路４９５へ入力される。

駆動回路４９５は、第１０図（１〜、０４）に示すよう
に、この信号８４ｇが１１″レベルのときには一５００
Ｖを電歪アクチェエータ２に印加して燃料噴射を行い、
１０−レベルのときには＋５００Ｖを出力して燃料噴射
を停止する。

本発明の実施にあたっては種々の変形形態が０１能であ
る。

例えば第１、第２の実施例はディーゼル機関に本発明を
適用した例を示したが、これに限らす電気点火式の内燃
機関を含め、あらゆる筒内噴射機関にも適用可能である
。筒内噴射機関の場合、その全負荷性能は燃焼における
空気の利用度によって決定される。空気の利用度が高い
ほど性能が向上するのは当然であるが、この空気利用度
を向上させるためには、空気の流れ（一般には吸気スワ
ール）のできるだけ広い部分に向って燃料を噴射させる
必要かある。この空気の流れの速度は、機関の回転速度
に比例するのが普通であるので、噴射時間が一定ならば
低速であるほど空気利用度は低下し、これｆともなって
全１１荷性能が低下する。

本発明においては、機関回転遠回が低速となるほど、噴
射停止時間が長くなって全燃料噴射期間が長くなシ、空
気の利用度が機関速度によらず常に良好に維持される。

また、第１、第２の実施例では説明を簡単にするために
１気筒分についての回路構成しか示さなかったが、勿論
、多気筒のものについて本発明を適用することも０工能
であシそのように構成を変えることは容易である。

さらに、エンジン回転センサ５１および基準位置センサ
５２は、外周部にスリットを有するシグナルロータ七、
発光ダイオードおよびフォトトランジスタを組み合わせ
たフォトインクラックとを用いた光学的なセンナとして
もよいし、アクセル開度検出用のボテンクヨメータは、
回転角度に応じてインダクタンスが変化するセンサ、あ
るいはロータリエンコーダのようなパルス出力のセンサ
を用いてもよい。また、第１、第２の実施例では、噴射
開始時期は角度信号を直接に使用しでいるため１’ＣＡ
　の分解能であるが、該角度信号を１０逓倍することに
よＪＱ、ＩＯＡにすることもできる。　゛あるいは、ｌ
ＣＡ以下の分解能を得るために、エンジン回転数から時
間演算にょシ端数を制御するようにすることもできる。

発明の効果 本発明によればディーゼル＠関の筒内にパイロット的に
噴射された微蓋噴射分の燃料が着火するまでの着火遅れ
時間中は主たる溶料噴射が停止され、着火とともに再び
燃料噴射が開始されてスム−ズな燃焼が行われ、従来の
ような着火遅れ時間中に噴射された燃料の瞬間的燃焼に
よる大きな爆発音の発生を低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図紘本発明力法が適用される内燃機関全体の構成図
、第２図は第１図中の噴射弁の側断面図、第３図は噴射
弁の開弁時間を駁、明する図、第４図は第１図中の制御
装置のブロック構成図、第５図は第４図装置におけるＣ
ＰＬＩ　のプログラム流れ図、第６図は第４図装置の各
部伯号波形図、第７図は第２の笑施例の制御装置を示す
ブロック構成図、第８図は第７図装置による噴射弁の開
弁時間を説明する図、第９図は第７図装置におけるＣＰ
Ｕのプログラム流れ図、第１０図は第７図装置の各部信
号波形図である。 １・・・噴射弁％２・・・電歪式アクチュエータ、４゜
４′・・・制御装置、５１・・・回転速度センサ、５２
・・・井４Ｓ位置センサ、５３・・・負荷センサ、５４
・・・温度センサ、５６・・・シグナルプＩ／−）、５
７．５８・・・突起部、８・・・ディーゼル機関。 第１図 ５１　ｂじ − 第３図 手続補正書（自発） 昭和５９年４月２７日 特許庁長官若杉和夫　殿 １、事件の表示 昭和５８年　特許願　第１０７９５４号２、発明の名称 内燃機関の燃料唱射方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　（４６９）株式会社日本自動単部品総合研究所
４、代理人 り−パ ５、補正の対象 明細１・の「発明の詳細な説明」の４（１ｕ６、　補正
の内科 （１）　明細書第４頁第８行および第９行の「高圧ポン
プ」をｒ高圧ポンプ９」に補正する。 （２）　同第１１頁第９行の１７２０個」を「１８０個
」に補正する。 （３）同第１７頁第１３行の１比転し、」を「比較し、
」に補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　電歪式アクチュエータの伸縮によって開閉制御さ
   れる内燃機関の筒内に燃料を噴射して供給する噴射弁を
   用い、該内燃機関の１回の燃焼に対して該噴射弁に複数
   回の開閉を行なわせることを特許とする内燃機関の燃料
   噴射方法。 ２　前記噴射弁の１回目の開弁と２回目の開弁との間の
   噴射停止時間を、低速はど、または低負荷はど、または
   吸入空気または冷却水の温度が低いほど、大きくするよ
   うに制御する特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、前記噴射弁の噴射停止時間を機関回転速度が低くな
   るほど長くするように制御する特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項に記載の方法。 ４、前記噴射弁の早い時点の開弁時間よりも遅い時点の
   開弁時間を長くするように制御する特許請求の範囲第１
   項ないし第３項のいずれかの項に記載の方法。