JPS63246442A - エンジンの燃料供給装置 - 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） 本発明は、気筒内に直接燃料を噴射する第１燃料噴射弁
と吸気通路内に燃料を噴射する第２燃料噴射弁とを備え
たエンジンの燃料供給装置に関するものである。

（従来技術） 従来、例えば実開昭５８−５６１１７号公報に示される
ように、燃料噴射弁をエンジンの気筒内に臨ませて装備
し、この燃料噴射弁がら気筒内に直接燃料を噴射するよ
うにした筒内噴射式エンジンは知られている。このエン
ジンによると、低負荷域で、上記燃料噴射弁から噴射さ
れた燃料が点火プラグ付近に偏在する成層化により着火
性を良くしつつ燃費を向上させることができ、また、加
減速時の燃料増減の応答性にもすぐれる。しかし、単に
筒内噴射用の燃料噴射弁を設けて燃料供給を常にこの燃
料噴射弁により行なうと、燃料噴射量（燃料噴射時間）
の増加等によって噴射終了時期が遅くなったとき、その
間に気筒内の圧力が上昇することにより、噴射終了時期
までに気筒内の圧力が燃料噴射弁の噴射圧力よりも高く
なる場合があり、このような状態になると燃料噴射弁に
作用する気筒内の圧力によって燃料噴射が妨げられる可
能性がある。

そこで、気筒内に直接燃料を噴射する上記燃料噴射弁（
第１燃料噴射弁）に加えて、吸気通路に燃料を噴射する
第２燃料噴射弁を設け、エンジンの低負荷時に第１燃料
噴射弁のみから燃料を噴射させる一方、高負荷時には、
上記第２燃料噴射弁から燃料を噴射させて第１燃料噴射
弁からの燃料噴射を停止させるか、両燃料噴射弁からそ
れぞれ燃料を噴射させることによって第１燃料噴射弁の
噴射時間を短縮させるように、燃料噴射状態を切替える
ことが考えらる。しかしこの場合、例えばエンジン負荷
に応じて所定負荷で燃料噴射状態の切替を行なうという
ような方法では、噴射終了時期の気筒内の圧力はエンジ
ン回転数等によっても異なることから、気筒内の圧力に
対応した適切な燃料噴射状態の切替を行なうことは困難
である。

（発明の目的） 本発明は上記の事情に鑑み、気筒内に直接燃料を噴射す
る第１燃料噴射弁と吸気通路に燃料を噴射する第２燃料
噴射弁とを適切に使い分け、気筒内の圧力によって燃料
噴射が妨げられるという事態を確実に防止することがで
きるエンジンの燃料供給装置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明の装置は、気筒内に直接燃料を噴射する第１燃料
噴射弁と、吸気通路に燃料を噴射する第２燃料噴射弁と
、エンジンの運転状態に応じて燃料噴射量および噴射タ
イミングを設定する手段と、上記第１燃料噴射弁のみか
ら燃料を噴射させる第１の燃料噴射状態と上記第２燃料
噴射弁もしくは両燃料噴射弁から燃料を噴射させる第２
の燃料噴射状態とに燃料噴射を切替える切替手段と、上
記燃料噴射量および噴射タイミングの設定に基づいて上
記第１の燃料噴射状態による場合の噴射終了時期を調べ
る手段と、この噴射終了時期と気筒内が所定圧力に達す
る所定時期とを比較して、上記噴射終了時期が上記所定
時期以前となるときには上記第１の燃料噴射状態とし、
上記噴射終了時期が上記所定時期より遅れるときに上記
第２の燃料噴射状態に切替えるように、上記切替手段に
よる燃料噴射の切替点を設定する切替点設定手段とを設
けたものである。

つまり、上記燃料噴射終了時期は燃料噴射量および噴射
タイミングとの関係で運転状態に応じて変化するが、こ
の燃料噴射終了時期が上記所定時期よりも遅れる状態に
まで変化したとき、第２燃料噴射弁から燃料を噴射して
第１燃料噴射弁からの燃料噴射を停止し、もしくは両燃
料噴射弁から燃料を噴射することによって第１燃料噴射
弁からの燃料噴射時間を短縮するようにしており、これ
により、気筒内の圧力が所定圧力よりも高い圧力（第１
燃料噴射弁からの燃料噴射を妨げるような圧力）になる
時期まで第１燃料噴射弁から燃料噴射が行なわれるとい
う事態が避けられることとなる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示している。この図に示す
エンジン１はロータリピストンエンジンであって、ロー
タハウジング２とサイドハウジング３とでエンジンの各
気筒が形成され、その内部に、偏心軸４に支承されて遊
星回転運動するロータ５が装備され、このロータ５とロ
ータハウジング２およびサイドハウジング３とによって
燃焼室に相当する作動室６が区画形成されている。上記
ロータハウジング２およびサイドハウジング３には、ロ
ータの回転に伴って開閉される吸気ポート７および排気
ボート８が形成され、また所定箇所に点火プラグ９が取
付けられている。なお、本発明が適用されるエンジン１
は、上記ロータリピストンエンジンに限らず、レシプロ
エンジンであってもよい。

エンジン１の各気筒には、気筒内に直接燃得を噴射する
第１燃料噴射弁１１が設けられている。

この第１燃料噴射弁１１は、ロータリピストンエンジン
の場合は作１１３至６に臨むようにロータハウジング２
に取付けられる。レシプロエンジンの場合は燃焼室に臨
ませてシリンダヘッドに取付けておけばよい。また、各
気筒の吸気ボート７に連通ずる吸気通路１３には、この
吸気通路１３に燃料を噴射する第２燃料噴射弁１２が８
＠されている。

上記両燃料噴射弁１１．１２は、燃料通路１４を介して
燃料ポンプ１５および燃料タンク１６に接続されており
、上記燃料通路１４には燃圧調整部１７が設けられてい
る。この燃圧調節部１７は、燃圧（各燃料噴射弁１１．
１２から噴射される燃料の圧力）を一定に保つ通常のプ
レッシャレギュレータであってもよいが、ｌ１ｌｌｌ信
号に応じて燃圧を変更可能にする構造のものを用いても
よい。１８は燃料のリターン通路である。また、上記吸
気通路１３には、エアクリーナ１９、エア７０−メータ
２０．スロットル弁２１が配設されている。

上記各燃料噴射弁１１．１２はマイクロコンピュータ等
を用いたコントロールユニット（ＥＣｔＪ）２２から出
力される燃料噴射時間信＠（噴射パルス）によって制御
され、上記コントロールユニット２２には、エアフロー
メータ２０から吸気（ト）Ｑａの検出信号が入力される
とともに、クランク角（ロータリピストンエンジンでは
変心軸角）およびエンジン回転数を検出するセンサ２３
からクランク角θの検出信号およびエンジン回転ｉＮの
検出信号が入力されている。

第２図は上記コントロールユニット２２に含まれる手段
を機能ブロック図で示している。この図のように上記コ
ントロールユニット２２は、エンジンの運転状態に応じ
て燃料噴射ωおよび噴射タイミングを設定する手段とし
て、吸気量Ｑａおよびエンジン回転数Ｎに応じ、第１燃
料噴射弁１１のみから燃料を噴射した場合の燃料噴射時
間に相当する噴射パルスのパルス幅を演算する手段２４
と、エンジン回転数Ｎ等に応じて噴射開始タイミングを
演算する手段２５とを含むとともに、燃料噴射を切替え
る切替え手段２６と、噴射終了タイミング演算手段（噴
射終了時期を調べる手段）２７と、上記切替手段２６に
よる切替点を設定する切替点設定手段２８とを含み、さ
らに各燃料噴射弁１１．１２に噴射パルスを出力する駆
動手段２９を含んでいる。

上記切替手段２６は、当実施例では、第１燃料噴射弁１
１のみから燃料を噴射させる第１の燃料噴射状態と両燃
料噴射弁１１．１２から燃料を噴射させる第２の燃料噴
射状態とに燃料噴射を切替え、第２の燃料噴射状態とす
るときはパルス幅演算手段２４で演算されたパルス幅を
分割して最終的な各燃料噴射弁１１．１２に対するパル
ス幅を定めるようになっている。そして、この切替手段
２６を介して与えられるパルス幅と、噴射開始タイミン
グの演算値およびクランク角θの信号に基づき、駆動手
段２９から、各燃料噴射弁１１．１２の燃料噴射時間お
よび噴射タイミングを決める噴射パルスが出力される。

上記噴射終了タイミング演筒手段２７は、パルス幅演算
手段２４および噴射開始タイミング演算手段２５からの
情報に基づいて第１燃料噴射弁１１のみから燃料が噴射
される場合の噴射終了タイミングを演算する。また、上
記切替点設定手段２８は、王妃噴射終了タイミングと、
気筒内が第１燃料噴射弁１１からの噴射圧力（燃圧）よ
りも低い所定圧力に達する所定時期とを比較して、上記
噴射終了時期が上記所定時期以前となるときには上記第
１の燃料噴射状態とし、上記噴射終了時期が上記所定時
期より遅れるときに上記第２の燃料噴射状態に切替える
ように、切替点を設定する。

第３図は上記コントロールユニット２２による制御の具
体例をフローチャートで示している。このフローチャー
トにおいては、スタートすると、まずステップＳ１で吸
気ｆｉＱａおよびエンジン回転数Ｎを読込み、ステップ
Ｓ２で、上記吸気ｆｆ１Ｑａおよびエンジン回転数Ｎに
応じて噴射パルス幅τを演算する。さらにステップＳ３
で、クランク角による噴射開始タイミングθＳを演算す
る。この噴射開始タイミングθＳは、例えば第４図のよ
うに、エンジン回転数が低いときは遅くし、エンジン回
転数が高くなると早くする。

第３図のステップＳ３に続いてステップＳ４では、クラ
ンク角による噴射終了タイミングを演算する。この噴射
終了タイミングθｅは、エンジン回転数を考慮して上記
噴射パルス幅τおよび後記無効噴射パルス幅をクランク
角に換譚した値と、上記噴射開始タイミングθＳとから
求められる。

次にステップＳ５で、上記噴射終了タイミングθｅが所
定時期θ０より大（遅い）か否かを調べる。

この所定時期θ０は、第１燃料噴射弁１１に作用する気
筒内の圧力が少なくとも第１燃料噴射弁１１の噴射圧力
を越えない所定圧力となる時期とし、望ましくは、上記
噴射圧力よりも若干低い一定の圧力となる時期を予め運
転状態（吸気量およびエンジン回転数）に対応させたマ
ツプとしてコントロールユニット２２内に記憶し、この
マツプからそのときの運転状態に応じて上記圧力θ０を
設定する。

上記ステップＳ５での判定結果がＮｏのときは、ステッ
プＳθで、上記噴射パルス幅τにバッテリ電圧に応じた
無効噴射パルス幅τｂａｔを加えた値を第１燃料噴射弁
１１に対する最終噴射パルス幅τ１とするとともに、第
２燃料噴射弁１２に対する噴射パルス幅τ２をＯとする
ことにより、第１燃料噴射弁１１のみから燃料を噴射さ
せる第１の燃料噴射状態とする。また、上記ステップｓ
５での判定結果がＹＥＳのときは、ステップＳ７で、上
記噴射パルス幅τを分割して、τ／２に無効噴酌パルス
幅τｂａｔを加えた値を、第１燃料噴射弁１１および第
２燃料噴射弁１２のそれぞれに対する最終噴射パルス幅
τ１．τ２とすることにより、両燃料噴射弁１１．１２
からそれぞれ燃料を噴射させる第２の燃料噴射状態とす
る。

次にステップＳ８で、クランク角θを調べて噴射開始タ
イミングになるまで持ち、噴射開始タイミングとなれば
、ステップＳ９で、τ１のパルス幅で第１燃料噴射弁１
１を駆動するとともにて２のパルス幅で第２燃料噴射弁
１２を駆動する。

以上のような当実施例のＷＡＭによる作用を、第５図を
参照して説明する。

上記第１の燃料噴射状態にあるときは、上記ステップＳ
２およびステップＳ３での演算に基づき、第１燃料噴射
弁１１から直接気筒内に、運転状態に応じた所要量の燃
料が所定の噴射開始タイミングで噴射される。この燃料
噴射状態によると、低負荷時の混合気の成層化に有利と
なり、また、燃料供給の応答性がよい。

ところでこの燃料噴射状態による場合に、第１燃料噴射
弁１１の噴射終了タイミングは、噴射開始タイミングお
よび噴射時間との関係でエンジンの運転状態によって変
化し、例えばエンジンの低負荷時には噴射終了タイミン
グが比較的早く、高負荷時には噴射時間の増大に伴って
噴射終了時期が遅くなり、また、エンジン回転数によっ
ても噴射終了タイミングが変化する。この場合、第５図
に気筒内の圧力（線へ）と第１燃料噴射弁１１から噴射
される燃料の燃圧（ＩＢ）との関係を示したように、噴
射終了タイミングが比較的早いときは燃圧が気筒内圧力
より高く保たれて燃料噴射が可能であるが、二点鎖線で
示すように噴射終了タイミングが遅くなれば、その間に
気筒内の圧力が上昇して燃圧を上回り、燃料噴射が困難
になる。

そこで上記フローチャートのステップ＄５〜＄７の処理
により、噴射終了タイミングθｅが所定時期θ０より遅
くなるときは第２の燃料噴射状態とされ、つまり、気筒
内圧力が燃圧を上回るまでに、両燃料噴射弁１１．１２
から燃料が噴射される状態に切替えられる。これにより
、必要量の燃料が両燃料噴射弁１１．１２から供給され
つつ、第１燃料噴射弁の噴射時間が短縮されて噴射終了
タイミングが早められ、燃料噴射可能な状態が確保され
ることとなる。

なお、上記実施例では、上記噴ｔＪ４ｎ了タイミングθ
ｅが所定時期θ０より遅れるときに、両燃料噴射弁１１
．１２から燃料を噴射させているが、上記のときに第１
燃料噴射弁１１がらの燃料供給を停止して第２燃料噴射
弁１２のみから燃料を噴射してもよい。

また、第１図に示した燃圧調整部１７に燃圧の変更が可
能なものを用いた場合に、第１燃料噴射弁１１の噴射終
了タイミングが遅くなったとき燃圧を高くするように、
上記燃圧調節部１７を制御してもよい。ただしこの場合
も、燃料の霧化を極度に悪化させない範囲で燃圧を上昇
させるようにする必要があって、このような範囲で燃圧
を高めても第１燃料噴射弁１１のみから燃料を噴射させ
るようにするだけでは気筒内圧力が燃圧より高くなる時
期まで噴射終了タイミングが遅れることがあるので、燃
料噴射状態の切替を行なうようにする。

第６図はこのようにする場合の制御の具体例をフローチ
ャートで示している。このフローチャートにおいては、
ステップＳ　１１からステップＳ　１４までは第３図の
ステップＳ１からステップＳ４までと同様であるが、続
いてステップ＄１５〜Ｓｖで、噴射終了タイミングθｅ
が所定時期θ０より早ければ燃圧を低圧Ｐ１にＨＩｔＩ
ＩＬ、所定時期θ０よりゴくなれば燃圧を高圧Ｐ２に制
御する。続いてステップＳ１８で燃圧Ｐを測定し、ステ
ップＳ　１９で燃圧Ｐに対して第７図に示す関係となる
ように燃圧補正項Ｋを演算する。さらにステップＳ　２
０で、燃圧に応じた噴射パルス幅の補正を考慮した噴射
終了タイミングθｅ′を演算する。そしてステップ８２
１〜Ｓ２３で、上記噴射終了タイミングθｅ′が所定時
期θｅ−より早いときは、［ＫＸτ＋τｂａｔ１の値を
第１燃料噴射弁１１に対する噴射パルス幅τ１とすると
ともに、第２燃料噴射弁１２に対する噴射パルス幅τ２
をＯとし、上記噴射終了タイミ〕メグθｅ′が所定時期
θ０′より遅いとぎは、［ＫＸτ＋τｂａｔｌの値を第
２燃料噴射弁１２に対する噴射パルス（τ２とするとと
もに、第１燃料噴射弁１１に対する噴射パルス幅τ１を
Ｏとする。

あるいは上記噴射終了夕・イミングθｅ−が所定時期θ
ｏ”より遅いときに噴射パルス幅を分割して各燃料噴射
弁１１．１２の噴射パルス幅とする、それから、ステッ
プＳ２４．Ｓ２５で、噴Ｉ４　ｉ’Ｆ始タイミング（、
−おいて燃料噴射弁１Ｌ１２を駆動ター？）。

この例による場合、第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を
行なう領域を広げることができる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、気筒内に直接燃料を噴射する第
１燃料噴射弁と、吸気通路に燃料を噴射する第２燃料噴
射弁とを用い、第１燃料噴射弁から燃料を噴射した場合
の噴射終了時期が比較的早いときは第１燃料噴射弁のみ
から燃料を燃料噴射を行ない、上記噴射終了時期が気筒
内の圧力が所定圧力に達する所定時期より遅くなるとき
は第２燃料噴射弁のみもしくは両燃料噴射弁から燃料を
噴射させるようにしているため、第１燃料噴射弁からの
燃料噴射が気筒内の圧力によって妨げられることを防止
し、適正な燃料供給を行なうことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例についての装置の概略図、第
２図はコントロールユニットに含まれる手段を示す礪能
ブロック図、第３図は制御の一具体例を示すフローチャ
ート、第４図はエンジン回転数と噴射タイミングとの関
係を示す説明図、第５図は気筒内圧力と燃圧との関係を
示す説明図、第６図は制御の別の具体例を示すフローチ
ャート、第７図は第６図のフローチャートにおいて演算
される補正項の燃圧に応じた値を示す説明図である。 １・・・エンジン、１１・・・第１燃料噴射弁、１２・
・・第２燃料噴射弁、２２・・・コントロールユニット
、２４・・・パルス幅演算手段、２５・・・噴射開始タ
イミング演算手段、２６・・・切替手段、２７・・・噴
射終了タイミング演算手段、２８・・・切替点設定手段
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、気筒内に直接燃料を噴射する第１燃料噴射弁と、吸
   気通路に燃料を噴射する第２燃料噴射弁と、エンジンの
   運転状態に応じて燃料噴射量および噴射タイミングを設
   定する手段と、上記第１燃料噴射弁のみから燃料を噴射
   させる第１の燃料噴射状態と上記第２燃料噴射弁もしく
   は両燃料噴射弁から燃料を噴射させる第２の燃料噴射状
   態とに燃料噴射を切替える切替手段と、上記燃料噴射量
   および噴射タイミングの設定に基づいて上記第１の燃料
   噴射状態による場合の噴射終了時期を調べる手段と、こ
   の噴射終了時期と気筒内が所定圧力に達する所定時期と
   を比較して、上記噴射終了時期が上記所定時期以前とな
   るときには上記第１の燃料噴射状態とし、上記噴射終了
   時期が上記所定時期より遅れるときに上記第２の燃料噴
   射状態に切替えるように、上記切替手段による燃料噴射
   の切替点を設定する切替点設定手段とを設けたことを特
   徴とするエンジンの燃料供給装置