JPS62214253A - 内燃機関の燃焼制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は直接噴射式内燃機関の燃焼制御ｌ装置に係り、
特に燃料噴射時期に加えて点火時期も同時に制御するよ
うにしたものである。

［従来の技術］ 直接噴射式内Ｍ機関において、機関の運転条件に応じて
燃料噴射時期を制御することは、例えば、特開昭５９−
３７２３６号公報、特開昭５８−１７８８３５号公報に
より公知である。

しかし、これら公知のものでは、燃料噴射時期のみを制
御して、点火時期を制御していなかったので、必ずしも
、燃焼の安定や最大出力を得られず、しかも失火したり
するためフィーリング上悪かった。

［１明が解決しようとする問題点〕 例えば、メタノール等のアルコールを燃料とするスパー
クアシストディーゼルエンジンと一般に称される直接噴
射式内燃機関では、燃焼が安定し、かつ最大の出力を１
ｑるには最適な噴射時期のみならず最適な点火時期も存
在する。

第５図は、その最適燃料噴射時期（ＩＴと略称）及びＲ
適点火時期（ＳＴと略称）を調べたＢＴＤＣのタイミン
グ特性である。全体的にみると低負荷（燃料流量少）側
ではＩＴ、！＝ＳＴとの時間差がないが、高負荷側では
、逆に、時間差が大きくなっている。また個別的にみる
と、Ｎ　−１，００Ｏｒｐｍでは、ＩＴ、ＳＴともほぼ
同じである（第６図＜Ｃ））　、　Ｎ　−２，０００，
３，ＯＯＯｒｐｍでは、温度上昇が高圧縮の方が速いた
め、ＩＴはＮ＝　２，０００で約６〜１３ｄｅａ　、　
Ｎ　−３，０００で１ｓ　〜２０６ｅｃｌ　遅れている
（第６図（ａ）、（ｂ））。しかし、ＳＴにはＩＴはど
の差はない。このことは、高出力を１りるＳＴは圧縮比
によらずほぼ決まっているのに対し、ＩＴは燃料の適度
な蒸発とミキシングを１ｑるために温度に影響を受ける
ためと考えられる。

このように燃焼が安定し、かつ最大の出力を１ｇるには
、噴射及び点火の双方にＲ適のタイミングを取る必要が
ある。

しかし、従来のものでは、単に噴射時期のみを制御して
いたので必ずしｂｗＡ足のい（結果が得られなかった。

したがって、本発明の目的は、点火時期をも制御するこ
とによって、上記従来の問題点を解消し、安定した運転
を確保して使用者に快適感を与えると共に、燃費の向上
を図ることが可能な内燃機関の燃焼制御装置を提供する
ことである。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、ｉ間開転数と機関
負荷とから決まる最適燃料噴射時１９］アータ及び最適
点火時期データを予め記憶したメモリと、検出した回転
数と負荷とに対応した最適燃料噴射時期及び最適点火時
期を上記メモリから求め、これらのデータに応じた噴射
時期及び点火時期をそれぞれ算出してこれらに基づき燃
料噴射弁及び点火器に時期信号を出力する１ＩＩＩｊＩ
ｌｌ器とを漏えたちのである。

［作　用］ 検出した回転数と負荷とが制ｍｔ器に入力されると、燃
焼が安定し、最大の出力が得られるこれらの値に応じた
最適な燃料噴射時Ｉｎ及び点火時期が決定されて、これ
らのタイミングで燃料噴射弁と点火器が制御される。

［実施例］ 本発明の実施例を第１図〜第４図に基づいて説明すれば
以下の通りである。

第２図に示すように、通常、直接噴射式内燃機関、例え
ばメタノールエンジンの燃料噴射装置は、燃料噴射弁を
有する燃料噴射ノズル１の隣りに点火器２が取り付けら
れて、メタノールの燃焼を補助するようになっている。

なお、３は高圧ケーブル、４は燃料噴射パイプである。

第１図は、このような燃料噴射装置を装備した本発明の
内燃機関の燃焼制御装置例を示ず。

５はメタノールエンジン、６は燃料噴射ポンプ、４は燃
料噴射バイブ、１は燃料噴射ノズルであり、この燃料噴
射ノズル１の噴射量は電子ガバナ７によって制御され、
燃料噴射時期は電子タイマ８によって制御される。

また、９はディストリビュータ、３は高圧ケーブル、２
は点火器であり、この点火器２の点火時期は点火時期コ
ントローラ１０によって制御される。

なお、２１はアイドリング安定性向上のために吸気管に
設けられた吸気絞り弁である。

上記電子ガバナ７、電子タイマ８、点火時期コントロー
ラ１０．吸気絞り弁１１はマイクロコンピュータ等から
構成される演算器１１の出力側に接続され、演綽器１１
の入力、即ちエンジン回転数、燃料噴射ポンプ６のラッ
ク位置、メタノール温度、外気温度、水温等の温度及び
アクセル開度に応じて演痒器１１がら出力される算出信
号で作肋する。この算出信号は、演算器１１に接続され
たメモリ１２の記憶データを基にして算出される。

メモリ１２は、３つのメモリ部１３．１４゜１５を有し
、それぞれＩＴデータ、ＳＴデータ、最適アイドリング
吸気絞りデータを記憶する。第３図（ａ　）及び（ｂ）
はＩＴデータＡとＳＴデータＢのメ［リマツプを示した
もので、このマツプは、既述した第５図の特性図を変換
することによって得ている。即ち、エンジン回転数と負
荷に相当する燃料流量とから決まる基盤目状の各領域に
最適時期が設定されている。なお、燃料流量はラック位
置から求まる。演算器１１は、これらの設定値に基づい
て燃料噴射問信号ａ、燃料噴射時期信号ｂ、点火時期信
号Ｃ及び吸気絞り信号ｄを算出して、これらをそれぞれ
電子ガバナ７、電子タイマ８、点火時期コントローラ１
０及び吸気絞り弁１１に出力する。

したがって、制御器というときは、これら演算器１１と
、電子ガバナ７、電子タイマ８及び点火時期コントロー
ラ１ｏとを含めたものをさす。

また、演算器１１内に示す符号１６は、エンジンの急加
速を検出したときに検出回転数と負荷とを補正する補正
部であり、１７は特に吸気絞り（ｆｆｉ号を算出する制
御部である。

さて、上記のような構成における作用各節４図に沿って
説明する。

演算器１１は、時間ｔにおけるアクセル開度θ１と、Δ
を時間後におけるアクセル開度θ２とを求めて、これら
の差が所定値θＳ以上か否かを判断する。以下のときは
急加速でないとして、検出したエンジン回転数とラック
位置にもとづくエンジン負荷とを読み込み、第３図（ａ
）及び（ｂ）に示すメモリマツプから、そのままこれら
の検出値に対応したＩＴデータＡ及びＳＴデータＢを読
み取る。そして、これらのデータからＩＴ倍信号及びＳ
　Ｔ　ｒＭ号Ｃをそれぞれ算出してセットし、このセッ
ト信号を電子タイマ８と点火時期コン１−ローラ１０に
導いて燃料噴射弁１及び点火器２をそれぞれ制御し、メ
タノールを燃焼させる。

こうして、急加速でないときは、検出した運転状態に応
じた最適条件で燃料噴射時期及び点火時期を制御してメ
タノールエンジンを運転する。したがって、失火したり
、運転が不安定となったりすることがなく、フィーリン
グも良好となる。

一方、アクセル開度θ１とθ２との差が所定値θＳ以上
のときは、急加速であるとして検出回転数及び負荷に補
正部１６で次のような補正を加える。すなわち、急加速
時における検出回転数、負荷をそれぞれＲ，Ｘとしたと
き、第４図の付図に示すように全力加速されたものとし
て、回転数は予測増加分を見込んでＲ＋ΔＲに補正する
。また、負荷はＸ＝全負荷に補正する。負荷については
、使用している電子がバナ７の特性上急加速時に全負荷
となるが、これを一般的にＸ十ΔＸとしてもよい、そし
て、これらの補正値に対応したＩＴデータ及びＳＴデー
タをメモリマツプから読み取り、ＩＴ倍信号びＳＴ信号
を算出してセットし、噴射弁１及び点火器２を制御する
。

また、セット後にアクセル開度θを求め、このθが前記
測定したθ２と比較し、このθ−θ２が負けの値が、０
のときは加速が終了したとみなし最初のステップに戻り
、０よりも大きいときは全力加速が継続しているとして
再び補正ステップに戻る。すなわち、最初の補正では、
第４図の付図に示すように、全負荷カーブ上の一点に補
正値が落ち着くが、全力加速が継続しているときは予測
値はその一点に止まらず、このカーブ上を動いていくた
め、各点のＩＴ及びＳＴを常に決定していく上で再補正
を行なう。

こうして、急加速のときは、検出した運転状態から変化
後の運転状態を予測し、この予測運転状態に応じた最適
条件で燃料噴射Ｉ］５期及び点火時期が制御される。し
たがって、ともすれば遅れがらな急加速間のタイミング
制御をし遅れなしに適切に行なうことが可能となる。

ところで、メタノールエンジンのある種のものには、ア
イドリング安定性向上のため、吸気管内に吸気絞り弁を
設けたものがある。この吸気絞り弁も上述した両タイミ
ングと同様にエンジン回転数と負荷とに応じて最適な絞
り聞がＩＩＩ卯できれば、−Ｉアイドリング安定性が向
上することがわかっている。したがって、回転数と負荷
とから形成されるメモリマツプ上にアイドリング領域を
決めたメモリ部１５をメモリ１２に用意する。このメモ
リ部１５にエンジン回転数と負荷とから決まる最適アイ
ドリング吸気絞りデータを予め記憶させておいた場合に
は、演算２！’、１１がアイドリングの検出回転数と負
荷とに対応した最適アイドリング吸気絞りデータをメモ
リ部１５から求めることができる。演算器１１内の制御
部１７は、その求めたデータに応じた吸気絞り信号を算
出してこの信号に基づき吸気絞り弁２１を制御する。

こうして、メモリマツプ上にアイドリング領域を決めて
吸気絞り弁２１を制御する。したがって、アイドリング
の安定性が更に向上する。

［発明の効果］ 以上型するに本発明によれば、燃焼が安定し、かつ最大
の出力が得られる最適噴射時期及び最適点火時期で燃料
噴射弁及び点火器が制御されるので、噴射時期のみを制
御していた従来のものに比して、未燃分が減少して燃費
が向上するとともに、運転が安定して使用者の快適性を
一層良好にすることができる、という優れた効果を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る内燃は関の燃焼制御１
ｇ装置の構成図、第２図は第１図の燃ね噴射装置の一例
を示す構成図、第３図は最適燃料噴射時期データ及び点
火時期データを記憶したメモリのマツプ図、第４図は第
１図の制御器の機能を説明するフローチャート、第５図
は最適燃料噴射時期及び点火Ｄ）期特性図である。 図中、１は燃料噴射弁を有する°燃料噴射ノズル、２は
点火器、５は内燃機関としてのメタノールエンジン、７
は電子ガバナ、８は電子タイマ、１０４に点火Ｍ　Ｊ′
！Ｑ　−１ントｏ　−５，１１ハｔｊＱＲ器で、これら
７，８．１０．１１から制御器が構成される。また１２
はメモリ、１３は最適燃料噴射時期データを記憶するメ
モリ部、１４は最適点火時期データを記憶するメモリ部
、１５は最適アイドリング吸気絞りデータを記憶するメ
モリ部、１６は補正部、１７は制御部、２１　＋、を吸
気絞り弁、ｂは燃料噴射時期信号、Ｃは点火簡明信号、
ｄは吸気絞り信号、Ａは最適燃料噴射時期データ、Ｂは
最適点火時期データである。 特許出願人　　いすず自動車株式会社 代理人弁理士　絽　　谷　　）８　　雄エンンン回魁 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関回転数と負荷とから決まる最適燃料噴射時期
   データ及び点火時期データを記憶したメモリと、メモリ
   から求めた検出回転数と負荷とに対応する各データに応
   じた噴射時期及び点火時期を演出してこれらに基づく時
   期信号を燃料噴射弁及び点火器にそれぞれ出力する制御
   器とを備えた内燃機関の燃焼制御装置。
2. （２）上記制御器が、機関の急加速を検出したとき、検
   出回転数と負荷との変化を予測してこれらを補正し、こ
   れらの補正値に対応した上記各データをメモリから求め
   る補正部を備えている特許請求の範囲第１項記載の内燃
   機関の燃焼制御装置。
3. （３）上記機関がアイドリング安定性向上のための吸気
   絞り弁を備え、上記メモリがアイドリング領域内の機関
   回転数と負荷とから決まる最適アイドリング吸気絞りデ
   ータを記憶するメモリ部を有し、上記制御器がアイドリ
   ングの検出回転数と負荷とに対応した最適アイドリング
   吸気絞りデータを上記メモリ部から求め、これに応じた
   吸気絞り信号を算出してこの信号に基づき吸気絞り弁を
   制御する制御部を装備している特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の内燃機関の燃焼制御装置。