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JPH04321747A - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine

Info

Publication number
JPH04321747A
JPH04321747A JP3113755A JP11375591A JPH04321747A JP H04321747 A JPH04321747 A JP H04321747A JP 3113755 A JP3113755 A JP 3113755A JP 11375591 A JP11375591 A JP 11375591A JP H04321747 A JPH04321747 A JP H04321747A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel injection
engine
control means
fuel
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3113755A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3062576B2 (en
Inventor
Takeshi Motoyama
本山 雄
Takasuke Kato
加藤 隆輔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP3113755A priority Critical patent/JP3062576B2/en
Publication of JPH04321747A publication Critical patent/JPH04321747A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3062576B2 publication Critical patent/JP3062576B2/en
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance the exhaust purifying performance by increasing the exhaust temperature at the time of engine starting and warming-up while, on the other hand, the merit of the stratified combustion engine is kept effective. CONSTITUTION:When, at the time of engine starting and warming-up, the temperature of a cooling water detected by a water temperature sensor 55 is below a prescribed value, since the fuel injection starting timing is advanced by fuel injection timing control means 61, the fuel is substantially uniformly distributed within a combustion chamber 23. On the other hand, since the amount of sucked air is decreased or increased in accordance with the increase or decrease in the number of idle revolutions and in addition the injecting amount of fuel is similarly decreased or increased by fuel injection amount control means 62, the fuel combustion is uniformly conducted as in an ordinary engine. Resultantly, the exhaust temperature becomes higher than in the case of a stratified combustion whereby the exhaust purifying performance of a catalyst at the time of engine starting and warming-up is enhanced. Excess of the cooling-water temperature over a prescribed value causes change-over from the uniform combustion to the stratified combustion. This makes effective the merit of the stratified combustion engine as it is.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、燃料噴射装置と触媒を
有する内燃エンジンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine having a fuel injection device and a catalyst.

【0002】0002

【従来の技術】燃焼室の点火プラグ付近に部分的に噴射
した燃料に着火してこれを層状燃焼させる層状燃焼エン
ジンが知られている。斯かる層状燃焼エンジンにおいて
は、点火プラグ付近に部分的に噴射した燃料に着火して
いるため、シリンダ内に燃料を均一に分布させてこれを
均一燃焼せしめる通常のエンジンに比して少ない燃料(
即ち、低回転)で安定した燃焼を行なえ、層状燃焼エン
ジンは自動車エンジン等のような低いアイドル回転数が
要求されるエンジンとして好適である。
2. Description of the Related Art A stratified combustion engine is known in which fuel partially injected into a combustion chamber near a spark plug is ignited and burned in a stratified manner. In such a stratified combustion engine, fuel is partially injected near the spark plug and ignited, so less fuel (
That is, the stratified combustion engine can perform stable combustion at low engine speeds, and is suitable for engines that require a low idle speed, such as automobile engines.

【0003】ところで、斯かる層状燃焼エンジンにおい
て、部分的に噴射された燃料を確実に燃焼させるために
は、燃料が噴射された場所に確実に新気を供給する必要
がある。ところが、部分的に新気を確実に供給すること
は難しいため、層状燃焼エンジンは通常のエンジンに比
して空気過剰にて運転されることとなり、その排気温度
は通常のエンジンのそれよりも低くなる。
By the way, in such a stratified combustion engine, in order to reliably burn partially injected fuel, it is necessary to reliably supply fresh air to the location where the fuel has been injected. However, because it is difficult to reliably supply fresh air to certain areas, stratified combustion engines are operated with excess air compared to normal engines, and their exhaust temperature is lower than that of normal engines. Become.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】ところで、排気浄化の
ための触媒が有効に作用するためには、一定以上の温度
(活性温度)が必要であるが、層状燃焼エンジンにあっ
ては前述のようにその排気温度が通常のエンジンのそれ
よりも低いため、特に排気温度の低い始動時及び暖機時
の排気浄化性能が低いという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Incidentally, in order for a catalyst for exhaust purification to work effectively, a temperature above a certain level (activation temperature) is required, but in a stratified combustion engine, as mentioned above, In addition, since the exhaust temperature is lower than that of a normal engine, there is a problem in that the exhaust purification performance is low, especially during startup and warm-up when the exhaust temperature is low.

【0005】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
、その目的とする処は、層状燃焼エンジンのメリットを
そのまま活かしつつ、始動時及び暖機時の排気温度を高
めて排気浄化性能の向上を図ることができる内燃エンジ
ンを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to improve exhaust purification performance by increasing the exhaust temperature at startup and warm-up while making full use of the advantages of a stratified combustion engine. An object of the present invention is to provide an internal combustion engine that can achieve the following goals.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、燃焼室の点火プラグ付近に燃料を噴射する燃料
噴射装置と、排気管に設けられた触媒を有する内燃エン
ジンにおいて、エンジン温度を検出する温度センサーと
、燃料噴射装置による燃料噴射開始時期を制御する燃料
噴射時期制御手段と、燃料噴射装置の燃料噴射量を制御
する燃料噴射量制御手段と、吸入空気量を制御する吸気
制御手段を設け、アイドリング状態において、温度セン
サーによって検出されたエンジン温度が所定値以下の場
合には、燃料噴射時期制御手段によって、エンジン温度
が所定値以上の場合に比べて燃料噴射開始時期を進角さ
せるとともに、アイドル回転数の上下動に応じて、吸気
制御手段により吸入空気量を減増量させると同時に燃料
噴射量制御手段により燃料噴射量を減増量させる一方、
アイドリング状態において、温度センサーによって検出
されたエンジン温度が所定値以上の場合には、燃料噴射
時期制御手段によって、エンジン温度が所定値以下の場
合に比べて燃料噴射開始時期を遅角させるとともに、ア
イドル回転数の上下動に応じて、燃料噴射量制御手段に
より燃料噴射量を減増量させるようにしたことを特徴と
する。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a fuel injection device that injects fuel near a spark plug in a combustion chamber, and an internal combustion engine having a catalyst provided in an exhaust pipe. a temperature sensor that detects the temperature, a fuel injection timing control means that controls the fuel injection start timing of the fuel injection device, a fuel injection amount control device that controls the fuel injection amount of the fuel injection device, and an intake air control that controls the amount of intake air. means is provided, and in an idling state, when the engine temperature detected by the temperature sensor is below a predetermined value, the fuel injection timing control means advances the fuel injection start timing compared to when the engine temperature is above the predetermined value. At the same time, the intake air control means decreases or increases the amount of intake air in accordance with the vertical movement of the idle rotation speed, and at the same time, the fuel injection amount control means decreases or increases the fuel injection amount.
In the idling state, if the engine temperature detected by the temperature sensor is above a predetermined value, the fuel injection timing control means retards the fuel injection start timing compared to when the engine temperature is below the predetermined value. The present invention is characterized in that the fuel injection amount control means decreases or increases the fuel injection amount in accordance with the vertical movement of the rotational speed.

【0007】[0007]

【作用】本発明によれば、アイドリング状態において、
温度センサーによって検出されたエンジン温度が所定値
以下の場合、即ち始動時及び暖機時においては、燃料噴
射時期制御手段によって、エンジン温度が所定値以上の
場合に比べて燃料噴射開始時期が進角されるため、燃料
は燃焼室内に略均一に分布することとなる。ここで、ア
イドル回転数の上下動に応じて、吸気制御手段により吸
入空気量が減増量されるとともに、燃料噴射量制御手段
により燃料噴射量が減増量されるため、燃料は通常のエ
ンジンと同様に均一燃焼せしめられる。この結果、排気
温度が層状燃焼の場合のそれよりも高められ、始動時及
び暖機時においても触媒による排気浄化性能が高められ
る。
[Operation] According to the present invention, in an idling state,
When the engine temperature detected by the temperature sensor is below a predetermined value, that is, during startup and warm-up, the fuel injection timing control means advances the fuel injection start timing compared to when the engine temperature is above the predetermined value. As a result, the fuel is distributed approximately uniformly within the combustion chamber. Here, the intake air amount is decreased or increased by the intake air control means in accordance with the vertical movement of the idle speed, and the fuel injection amount is decreased or increased by the fuel injection amount control means, so that the fuel is the same as in a normal engine. It burns evenly. As a result, the exhaust gas temperature is higher than that in the case of stratified combustion, and the exhaust purification performance of the catalyst is enhanced even during startup and warm-up.

【0008】そして、暖機が終了する等してエンジン温
度が所定値以上になると、エンジン温度が所定値以下の
場合に比べて燃料噴射開始時期が遅角される一方、アイ
ドル回転数の上下動に応じて、燃料噴射量制御手段によ
り燃料噴射量が減増量されるため、燃焼は均一燃焼から
層状燃焼に切り換えられ、低回転で安定したアイドリン
グが行なわれ、層状燃焼エンジン本来のメリットがその
まま活かされる。
[0008] When the engine temperature reaches a predetermined value or higher due to completion of warm-up, etc., the fuel injection start timing is retarded compared to when the engine temperature is below the predetermined value, and the vertical fluctuation of the idle speed is Accordingly, the fuel injection amount is decreased or increased by the fuel injection amount control means, so the combustion is switched from uniform combustion to stratified combustion, and stable idling is performed at low rotation speeds, allowing the original benefits of the stratified combustion engine to be utilized. It will be done.

【0009】[0009]

【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0010】図1は本発明に係る内燃エンジンの全体構
成図を示すブロック図、図2は同エンジン要部の断面図
、図3は燃料噴射装置の断面図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an internal combustion engine according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the main parts of the engine, and FIG. 3 is a sectional view of a fuel injection device.

【0011】先ず、図1に基づいて本発明に係る内燃エ
ンジンの全体構成を説明すると、該エンジンは車両用の
2サイクル3気筒エンジンであって、これのシリンダボ
ディ1に並設された3つのシリンダ2…の各々にはピス
トン3が摺動自在に嵌装されており、各ピストン3はコ
ンロッド4を介してクランク軸5に連結されている。 尚、クランク軸5の回転動力の一部はエアコンプレッサ
ー6及び補機7に伝達されてこれらエアコンプレッサー
6及び補機7が駆動され、同クランク軸5の回転動力の
残りはクラッチ8を介して変速装置9に伝達され、走行
駆動系の駆動に費やされる。
First, the overall structure of the internal combustion engine according to the present invention will be explained based on FIG. A piston 3 is slidably fitted into each of the cylinders 2 . . . , and each piston 3 is connected to a crankshaft 5 via a connecting rod 4 . A part of the rotational power of the crankshaft 5 is transmitted to the air compressor 6 and the auxiliary machine 7 to drive these air compressor 6 and the auxiliary machine 7, and the rest of the rotational power of the crankshaft 5 is transmitted via the clutch 8. The signal is transmitted to the transmission 9 and used to drive the travel drive system.

【0012】ところで、図2に示すように、前記シリン
ダボディ1には各気筒毎に掃気ポート10と排気ポート
11が形成されており、クランク室12に開口する吸気
ポート13には吸気マニホールド14が連結されている
。そして、吸気マニホールド14には各気筒毎にリード
弁15が設けられており、同吸気マニホールド14の集
合部には図1に示すように流量センサー16が設けられ
ている。又、吸気マニホールド14の流量センサー16
の下流側には、図2に示すように、メイン通路17とバ
イパス通路18が形成されており、これらメイン通路1
7、バイパス通路18には大小の主スロットル弁19、
副スロットル弁20がそれぞれ設けられている。 尚、主スロットル弁19は不図示のアクセルペダルに連
結されており、副スロットル弁20は吸気制御手段を構
成しており、これは主スロットル弁19が閉じられたア
イドリング時にサーボモータ21によって開閉駆動され
てアイドリング時の吸入空気量を調整する。
By the way, as shown in FIG. 2, a scavenging port 10 and an exhaust port 11 are formed for each cylinder in the cylinder body 1, and an intake manifold 14 is connected to an intake port 13 that opens into the crank chamber 12. connected. The intake manifold 14 is provided with a reed valve 15 for each cylinder, and a flow rate sensor 16 is provided at the gathering portion of the intake manifold 14, as shown in FIG. Also, the flow rate sensor 16 of the intake manifold 14
As shown in FIG. 2, a main passage 17 and a bypass passage 18 are formed downstream of the main passage 1.
7. The bypass passage 18 has large and small main throttle valves 19,
A sub-throttle valve 20 is provided respectively. The main throttle valve 19 is connected to an accelerator pedal (not shown), and the sub-throttle valve 20 constitutes an intake control means, which is driven to open and close by a servo motor 21 during idling when the main throttle valve 19 is closed. to adjust the amount of intake air when idling.

【0013】又、エンジンの前記シリンダボディ1の上
部に被着されたシリンダヘッド22には各気筒毎に燃焼
室23が形成されており、同シリンダヘッド22には各
気筒の燃焼室23に混合気を適当なタイミングで噴射す
るための燃料噴射装置30が取り付けられている。更に
、シリンダヘッド22には、各気筒毎に点火プラグ24
が螺着されており、各点火プラグ24の放電部は燃焼室
23に臨んでいる(図2参照)。
Further, a combustion chamber 23 is formed for each cylinder in the cylinder head 22 attached to the upper part of the cylinder body 1 of the engine. A fuel injection device 30 is attached to inject fuel at appropriate timing. Furthermore, the cylinder head 22 is provided with a spark plug 24 for each cylinder.
are screwed on, and the discharge portion of each spark plug 24 faces the combustion chamber 23 (see FIG. 2).

【0014】ところで、前記燃料噴射装置30には、図
1に示すように、燃料タンク50内の燃料がフィルター
51を経て燃料ポンプ52で昇圧されて供給されるとと
もに、フィルター53を経て前記エアコンプレッサー6
で昇圧された圧縮空気が供給される。そして、各気筒に
噴射されないで残った余剰の燃料と圧縮空気は燃料噴射
装置30からプレッシャレギュレータ54を経て燃料タ
ンク50、不図示の排気管にそれぞれ排出される。尚、
後述のように燃料噴射装置30は各気筒の燃焼室23に
燃料を噴射するが、これの燃料噴射開始時期は燃料噴射
時期制御手段61によって制御され、燃料噴射量は燃料
噴射量制御手段62(図1参照)によって制御される。 又、図示しないが、排気管には排気を浄化するための触
媒が設けられている。
By the way, as shown in FIG. 1, the fuel in the fuel tank 50 is supplied to the fuel injection device 30 after passing through a filter 51 and being pressurized by a fuel pump 52. 6
Compressed air that has been pressurized is supplied. The surplus fuel and compressed air that are not injected into each cylinder are discharged from the fuel injection device 30 through the pressure regulator 54 to the fuel tank 50 and an exhaust pipe (not shown), respectively. still,
As will be described later, the fuel injection device 30 injects fuel into the combustion chamber 23 of each cylinder, but the fuel injection start timing is controlled by the fuel injection timing control means 61, and the fuel injection amount is controlled by the fuel injection amount control means 62 ( (see Figure 1). Although not shown, the exhaust pipe is provided with a catalyst for purifying exhaust gas.

【0015】又、図1においては60はコントローラで
あって、これはエンジンの運転情報、即ち、水温センサ
ー55によって検出される冷却水温、回転センサー56
によって検出されるエンジン回転数、流量センサー16
によって検出される吸入空気量及びスロットル弁19,
20の開度に基づいて前記燃料噴射時期制御手段61、
燃料噴射量制御手段62、プレッシャレギュレータ54
及びサーボモータ21に制御信号を送る。
Further, in FIG. 1, 60 is a controller, which collects engine operating information, that is, the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 55, and the rotation sensor 56.
The engine speed detected by the flow rate sensor 16
intake air amount detected by the throttle valve 19,
the fuel injection timing control means 61 based on the opening degree of 20;
Fuel injection amount control means 62, pressure regulator 54
and sends a control signal to the servo motor 21.

【0016】ここで、燃料噴射装置30の構成を図3に
基づいて説明する。
The configuration of the fuel injection device 30 will now be explained based on FIG. 3.

【0017】燃料噴射装置30は、シリンダヘッド22
に固着されたハウジング31と、該ハウジング31内に
形成された噴射空間32の前記燃焼室23への噴射口3
2aを開閉するバルブ機構33と、噴射空間32に燃料
を供給するインジェクタ34と、噴射空間32に圧縮空
気を供給するエアレール35を含んで構成されている。
[0017] The fuel injection device 30 is connected to the cylinder head 22.
a housing 31 fixed to the housing 31 and an injection port 3 of an injection space 32 formed in the housing 31 into the combustion chamber 23;
It is configured to include a valve mechanism 33 that opens and closes 2a, an injector 34 that supplies fuel to the injection space 32, and an air rail 35 that supplies compressed air to the injection space 32.

【0018】前記ハウジング31にはインジェクタ34
からの燃料を噴射空間32に導くための燃料供給経路3
6と、エアコンプレッサー6(図1参照)から圧縮空気
を噴射空間32に導くための空気供給経路37が形成さ
れている。
An injector 34 is provided in the housing 31.
A fuel supply path 3 for guiding fuel from the injection space 32 to the injection space 32
6 and an air supply path 37 for guiding compressed air from the air compressor 6 (see FIG. 1) to the injection space 32.

【0019】又、前記バルブ機構33は噴射空間32内
に収納されているメインバルブ38を有しており、該メ
インバルブ38は板ばね39及びスプリング40によっ
て前記噴射口32aを閉じる方向に付勢されている。
Further, the valve mechanism 33 has a main valve 38 housed in the injection space 32, and the main valve 38 is biased by a leaf spring 39 and a spring 40 in the direction of closing the injection port 32a. has been done.

【0020】次に、本内燃エンジンの作用を図4乃至図
7を参照しながら説明する。尚、図4はエンジンの燃焼
状態の推移を示すフローチャート、図5は冷却水温に対
するエンジンの目標アイドル回転数を示す図、図6は燃
料噴射開始時期及び燃料噴射期間を示すタイミングチャ
ート、図7(a),(b),(c)はエンジン始動後の
回転数、触媒温度、排気中の炭化水素(HC)の含有量
の経時的変化を示す図である。
Next, the operation of this internal combustion engine will be explained with reference to FIGS. 4 to 7. In addition, FIG. 4 is a flow chart showing the transition of the combustion state of the engine, FIG. 5 is a chart showing the target idle speed of the engine with respect to the cooling water temperature, FIG. 6 is a timing chart showing the fuel injection start timing and fuel injection period, and FIG. Figures a), (b), and (c) are diagrams showing changes over time in the engine speed, catalyst temperature, and hydrocarbon (HC) content in exhaust gas after engine startup.

【0021】エンジンが始動されると、運転状態が暖機
運転(アイドリング)であるか否かが判断され(図4の
ステップ1)、エンジン始動後に直ちに負荷走行する場
合にはエンジンは通常の層状燃焼とされ、そのサイクル
が空気サイクルに近づけられて部分負荷での熱効率の向
上、空気汚染の低減等が図られる。即ち、燃料噴射装置
30に供給される高圧燃料と圧縮空気は図3に示す燃料
供給経路36、空気供給経路37を経て噴射空間32に
導かれ、燃料噴射時期制御手段61及び燃料噴射量制御
手段62の制御によって適当なタイミングで適当な時間
だけソレノイド41が励磁されるとメインバルブ38が
所定の時間だけ開けられ、噴射空間32に導入された燃
料は圧縮空気と共に噴射口32aから燃焼室23に噴射
されることによって霧化され、燃焼室23の点火プラグ
24の放電部近傍に濃混合気が部分的に形成される。
When the engine is started, it is determined whether the operating state is warm-up (idling) or not (step 1 in FIG. 4), and if the engine is running under load immediately after starting the engine, the engine is in the normal stratified state. The combustion cycle is made closer to the air cycle to improve thermal efficiency at partial loads and reduce air pollution. That is, the high-pressure fuel and compressed air supplied to the fuel injection device 30 are guided to the injection space 32 via the fuel supply path 36 and the air supply path 37 shown in FIG. When the solenoid 41 is energized for an appropriate time at an appropriate timing under the control of the control unit 62, the main valve 38 is opened for a predetermined period of time, and the fuel introduced into the injection space 32 is transferred together with compressed air from the injection port 32a to the combustion chamber 23. The mixture is atomized by being injected, and a rich air-fuel mixture is partially formed near the discharge part of the spark plug 24 in the combustion chamber 23.

【0022】一方、リード弁15を経てクランク室12
内に吸引された新気は、下降するピストン3によって一
次圧縮された後に掃気ポート10を経て燃焼室23内に
導入されて前記混合気と共に圧縮される。そして、点火
プラグ24によって濃混合気が着火、燃焼せしめられ、
燃焼室23内に一旦炎が発生すると、燃焼室23全体に
燃焼が及び、燃焼室23では混合気の層状燃焼が行なわ
れる。ところで、エンジンの暖機時には、コントローラ
60は水温センサー55によって検出される冷却水温T
が所定値T0(例えば、40℃)以下であるか否かを判
断し(図4のステップ2)、冷却水温Tが所定値T0以
下(T≦T0)であれば、エンジンの燃焼状態を均一燃
焼とし(図4のステップ3〜10)、所定値T0よりも
高ければ(T>T0)エンジンの燃焼状態を層状燃焼と
する(図4のステップ11〜15)制御を行なう。
On the other hand, the crank chamber 12 passes through the reed valve 15.
The fresh air sucked into the engine is first compressed by the descending piston 3, and then introduced into the combustion chamber 23 through the scavenging port 10 and compressed together with the air-fuel mixture. Then, the rich mixture is ignited and combusted by the spark plug 24,
Once a flame is generated within the combustion chamber 23, combustion spreads throughout the combustion chamber 23, and stratified combustion of the air-fuel mixture is performed in the combustion chamber 23. By the way, when warming up the engine, the controller 60 adjusts the cooling water temperature T detected by the water temperature sensor 55.
is below a predetermined value T0 (for example, 40°C) (step 2 in FIG. 4), and if the cooling water temperature T is below a predetermined value T0 (T≦T0), the combustion state of the engine is made uniform. If the value is higher than a predetermined value T0 (T>T0), the combustion state of the engine is controlled to be stratified combustion (steps 11 to 15 in FIG. 4).

【0023】即ち、冷却水温Tが所定値T0以下(T≦
T0)である場合には、先ずそのときの冷却水温Tに対
するエンジンの目標アイドル回転数Aが図5のカーブA
に基づいて設定され(図4のステップ3)、図2に示す
主スロットル弁19が全閉されて(図4のステップ4)
吸入空気量が絞られるとともに、燃料噴射時期制御手段
61によって燃料噴射時期t1(図6参照)が進角され
る(図4のステップ5)。
That is, the cooling water temperature T is below the predetermined value T0 (T≦
T0), first, the engine's target idle speed A for the cooling water temperature T at that time is the curve A in FIG.
(Step 3 in FIG. 4), and the main throttle valve 19 shown in FIG. 2 is fully closed (Step 4 in FIG. 4).
While the intake air amount is throttled, the fuel injection timing t1 (see FIG. 6) is advanced by the fuel injection timing control means 61 (step 5 in FIG. 4).

【0024】次に、コントローラ60において実際のエ
ンジン回転数(アイドル回転数)Rの目標アイドル回転
数Aからのズレが判断され(図4のステップ6)、ズレ
が無い場合(R=A)には、吸入空気量及び燃料噴射量
の調整はなされず、エンジン回転数Rが目標アイドル回
転数Aよりも小さい場合(R<A)には、副スロットル
弁20の開度が増す(図4のステップ7)とともに、燃
料噴射量制御手段62によって燃料噴射期間Δt1(図
6参照)を増して燃料噴射量が増量される(図4のステ
ップ8)。又、エンジン回転数Rが目標アイドル回転数
Aよりも大きい場合(R>A)には、逆に副スロットル
弁20の開度を減ずる(図4のステップ9)とともに、
燃料噴射量制御手段62によって燃料噴射期間Δt1が
短縮されて燃料噴射量が減量される(図4のステップ8
)。尚、この場合の燃料噴射量制御手段62による燃料
噴射量の制御においては、燃料噴射開始時期t1は一定
に保たれ、燃料噴射終了時期を変えることによって燃料
噴射期間Δt1を変え、これによって燃料噴射量を減増
量している。又、この場合、図6に示すように、燃料噴
射は排気ポート11が閉じる前に開始されるが、燃料噴
射装置30から各燃焼室23に噴射された燃料が実際に
排気ポート11に到達する前に排気ポート11が閉じる
ように、燃料噴射開始時期t1を選ぶことによって、排
気ポート11からの燃料の吹き抜けを防止することがで
きる。
Next, the controller 60 determines whether the actual engine speed (idle speed) R deviates from the target idle speed A (step 6 in FIG. 4), and if there is no deviation (R=A), In this case, the intake air amount and fuel injection amount are not adjusted, and when the engine speed R is smaller than the target idle speed A (R<A), the opening degree of the sub-throttle valve 20 increases (as shown in FIG. 4). At step 7), the fuel injection amount is increased by the fuel injection period Δt1 (see FIG. 6) by the fuel injection amount control means 62 (step 8 in FIG. 4). Moreover, when the engine speed R is larger than the target idle speed A (R>A), the opening degree of the sub-throttle valve 20 is decreased (step 9 in FIG. 4), and
The fuel injection amount control means 62 shortens the fuel injection period Δt1 and reduces the fuel injection amount (step 8 in FIG. 4).
). In this case, in controlling the fuel injection amount by the fuel injection amount control means 62, the fuel injection start time t1 is kept constant, and the fuel injection period Δt1 is changed by changing the fuel injection end time, thereby controlling the fuel injection amount. The amount is being decreased or increased. Further, in this case, as shown in FIG. 6, fuel injection is started before the exhaust port 11 closes, but the fuel injected from the fuel injection device 30 into each combustion chamber 23 actually reaches the exhaust port 11. By selecting the fuel injection start timing t1 so that the exhaust port 11 closes before the exhaust port 11 closes, it is possible to prevent fuel from blowing through the exhaust port 11.

【0025】而して、上述のように、冷却水温Tが所定
値T0以下(T≦T0)の場合には、燃料噴射開始時期
t1が進角されるため、燃料は燃焼室23内に略均一に
分布し、更に、エンジン回転数Rの上下動に応じて副ス
ロットル弁20が閉開制御されて吸入空気量が減増量さ
れるとともに、燃料噴射量制御手段62によって燃料噴
射量が減増領されるため、各燃焼室23に供給された燃
料は通常のエンジンと同様に均一燃焼せしめられる。こ
のように、エンジン温度の低い暖機運転時に通常のエン
ジンと同様に燃料が均一燃焼せしめられると、空気過剰
の層状燃焼の場合に比して排気温度が高められ、図7(
b)に実線aにて示すように触媒温度は破線bにて示す
従来のそれに比して速やかに上昇し、触媒による排気の
浄化開始時間が早められ、図7(c)に実線cにて示す
ように排気中の炭化水素(HC)の含有量が破線dにて
示す従来のそれに比して低減され、エンジンの始動時及
び暖機時においても触媒の排気浄化性能が高められるこ
ととなる。
As described above, when the cooling water temperature T is below the predetermined value T0 (T≦T0), the fuel injection start timing t1 is advanced, so that the fuel is almost in the combustion chamber 23. Furthermore, the sub-throttle valve 20 is controlled to close or open according to the vertical movement of the engine speed R to decrease or increase the intake air amount, and the fuel injection amount is decreased or increased by the fuel injection amount control means 62. Therefore, the fuel supplied to each combustion chamber 23 is uniformly combusted as in a normal engine. In this way, when the fuel is burnt uniformly like in a normal engine during warm-up operation when the engine temperature is low, the exhaust temperature increases compared to the case of stratified combustion with excess air, and as shown in Figure 7 (
As shown by the solid line a in Fig. 7(c), the catalyst temperature rises quickly compared to the conventional temperature shown by the broken line b, and the time for the catalyst to start purifying the exhaust gas is brought forward, and as shown by the solid line c in Fig. 7(c). As shown, the content of hydrocarbons (HC) in the exhaust gas is reduced compared to the conventional one shown by the broken line d, and the exhaust purification performance of the catalyst is enhanced even when the engine is started and warmed up. .

【0026】一方、上記均一燃焼によって冷却水温Tが
所定値T0よりも高くなった場合、或はエンジン始動時
に冷却水温Tが既に所定値T0を超えている場合(T>
To)には、燃料噴射時期制御手段61によって、燃料
噴射開始時期が冷却水温Tが所定値T0以下の場合(T
≦T0)よりも遅角される一方、アイドル回転数Rの上
下動に応じて、燃料噴射量制御手段62によって燃料噴
射量が減増量され、燃焼は均一燃焼から層状燃焼に切り
変えられる(図4のステップ11〜15)。
On the other hand, if the cooling water temperature T becomes higher than the predetermined value T0 due to the uniform combustion described above, or if the cooling water temperature T already exceeds the predetermined value T0 at the time of starting the engine (T>
To), the fuel injection timing control means 61 determines the fuel injection start timing when the cooling water temperature T is below the predetermined value T0 (T
≦T0), and the fuel injection amount is decreased or increased by the fuel injection amount control means 62 in accordance with the vertical movement of the idle rotation speed R, and the combustion is switched from uniform combustion to stratified combustion (Fig. 4 steps 11-15).

【0027】即ち、この場合もエンジンの目標アイドル
回転数Aが図5のカーブBに基づいて設定され、図2に
示される副スロットル弁20が全閉される(図4のステ
ップ11)とともに、主スロットル弁19が少量開けら
れる(図4のステップ12)。尚、逆に主スロットル弁
19を全閉とし、副スロットル弁20を少量開くように
したり、或は副スロットル弁20を廃して主スロットル
弁19だけで吸入空気量を制御しても良く、要は均一燃
焼時よりも吸入空気量を多くすれば良い。
That is, in this case as well, the target idle speed A of the engine is set based on curve B in FIG. 5, and the sub-throttle valve 20 shown in FIG. 2 is fully closed (step 11 in FIG. 4). The main throttle valve 19 is opened a small amount (step 12 in FIG. 4). Conversely, the main throttle valve 19 may be fully closed and the sub-throttle valve 20 may be slightly opened, or the sub-throttle valve 20 may be eliminated and the intake air amount may be controlled only by the main throttle valve 19. In this case, the amount of intake air can be increased compared to the case of uniform combustion.

【0028】而して、この層状燃焼領域においては、エ
ンジン回転数Rの目標アイドル回転数Aからのズレ量|
R−A|によって燃料噴射量の制御方法が異なる。即ち
、コントローラ60においてエンジン回転数Rの目標ア
イドル回転数Aからのズレが判断され(図4のステップ
13)、ズレが無い場合(|R−A|=0)には燃料は
図6に示すように時期t2からΔt2の期間だけ噴射さ
れ、燃料噴射量は一定にに保たれる。そして、ズレ量|
R−A|が40rpm未満の場合(0<|R−A|<4
0)には、図6に示すように、燃料噴射開始時期t2は
一定に保たれ、燃料噴射終了時期を変えることによって
燃料噴射期間Δt2’,Δt2’’を進角、遅角し(図
4のステップ14)、これによって燃料噴射量を減増量
している。又、ズレ量|R−A|が40rpm以上の場
合(|R−A|≧40)には、図6に示すように燃料噴
射期間Δt3を一定に保ち、燃料噴射開始時期t3,t
3’を遅角、進角する(図4のステップ15)ことによ
って燃料噴射量が減増量される。尚、この場合、燃料噴
射期間Δt3が一定であっても、燃料噴射開始時期t3
,t3’を変えれば、燃料が噴射された時のシリンダ内
圧が異なり、例えば燃料噴射開始時期を進角すれば、シ
リンダ内圧が低く燃料圧力との差圧が大きいときに燃料
が噴射されることとなるため、燃料噴射量が増量される
In this stratified combustion region, the amount of deviation of the engine speed R from the target idle speed A |
The method of controlling the fuel injection amount differs depending on R-A|. That is, the controller 60 determines whether the engine rotation speed R deviates from the target idle rotation speed A (step 13 in FIG. 4), and if there is no deviation (|R-A|=0), the fuel is as shown in FIG. The fuel is injected for a period of Δt2 from time t2, and the fuel injection amount is kept constant. And the amount of deviation |
When R-A| is less than 40 rpm (0<|R-A|<4
0), as shown in FIG. 6, the fuel injection start timing t2 is kept constant, and the fuel injection periods Δt2' and Δt2'' are advanced or retarded by changing the fuel injection end timing (FIG. 4). Step 14), thereby decreasing or increasing the fuel injection amount. In addition, when the deviation amount |R-A| is 40 rpm or more (|R-A|≧40), the fuel injection period Δt3 is kept constant as shown in FIG. 6, and the fuel injection start timings t3, t
3' is retarded or advanced (step 15 in FIG. 4), the fuel injection amount is decreased or increased. In this case, even if the fuel injection period Δt3 is constant, the fuel injection start time t3
, t3', the cylinder internal pressure when the fuel is injected will differ; for example, if the fuel injection start timing is advanced, the fuel will be injected when the cylinder internal pressure is low and the differential pressure with the fuel pressure is large. Therefore, the fuel injection amount is increased.

【0029】而して、上述のように冷却水温Tが所定値
T0よりも高くなった場合(T>T0)には、燃焼は均
一燃焼から層状燃焼に切り換えられるため、低回転で安
定したアイドリングが行なわれ、層状燃焼エンジン本来
のメリットがそのまま活かされる。
As mentioned above, when the cooling water temperature T becomes higher than the predetermined value T0 (T>T0), the combustion is switched from uniform combustion to stratified combustion, so that stable idling at low rotation speeds is achieved. This allows the original advantages of the stratified combustion engine to be utilized as is.

【0030】尚、以上の実施例では、エンジン温度とし
て特に冷却水温を採用したが、エンジン温度として触媒
温度を採用してもよいことは勿論である。
In the above embodiments, the cooling water temperature is particularly used as the engine temperature, but it goes without saying that the catalyst temperature may also be used as the engine temperature.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、燃焼室の点火プラグ付近に燃料を噴射する燃料噴
射装置と、排気管に設けられた触媒を有する内燃エンジ
ンにおいて、エンジン温度を検出する温度センサーと、
燃料噴射装置による燃料噴射開始時期を制御する燃料噴
射時期制御手段と、燃料噴射装置の燃料噴射量を制御す
る燃料噴射量制御手段と、吸入空気量を制御する吸気制
御手段を設け、アイドリング状態において、温度センサ
ーによって検出されたエンジン温度が所定値以下の場合
には、燃料噴射時期制御手段によって、エンジン温度が
所定値以上の場合に比べて燃料噴射開始時期を進角させ
るとともに、アイドル回転数の上下動に応じて、吸気制
御手段により吸入空気量を減増量させると同時に燃料噴
射量制御手段により燃料噴射量を減増量させる一方、ア
イドリング状態において、温度センサーによって検出さ
れたエンジン温度が所定値以上の場合には、燃料噴射時
期制御手段によって、エンジン温度が所定値以下の場合
に比べて燃料噴射開始時期を遅角させるとともに、アイ
ドル回転数の上下動に応じて、燃料噴射量制御手段によ
り燃料噴射量を減増量させるようにしたため、層状燃焼
エンジンのメリットをそのまま活かしつつ、始動時及び
暖機時の排気温度を高めて排気浄化性能の向上を図るこ
とができるという効果が得られる。
As is clear from the above description, according to the present invention, in an internal combustion engine having a fuel injection device that injects fuel near a spark plug in a combustion chamber, and a catalyst provided in an exhaust pipe, engine temperature can be controlled. a temperature sensor that detects
A fuel injection timing control means for controlling the start timing of fuel injection by the fuel injection device, a fuel injection amount control means for controlling the fuel injection amount of the fuel injection device, and an intake air control means for controlling the amount of intake air are provided. When the engine temperature detected by the temperature sensor is below a predetermined value, the fuel injection timing control means advances the fuel injection start timing compared to when the engine temperature is above the predetermined value, and also advances the idle speed. In response to the vertical movement, the intake air control means decreases or increases the amount of intake air, and at the same time, the fuel injection amount control means decreases or increases the fuel injection amount. In this case, the fuel injection timing control means retards the fuel injection start timing compared to when the engine temperature is below a predetermined value, and the fuel injection amount control means retards the fuel injection start timing in accordance with the vertical fluctuation of the idle speed. Since the injection amount is decreased or increased, it is possible to take advantage of the advantages of a stratified combustion engine while increasing the exhaust gas temperature during startup and warm-up, thereby improving exhaust purification performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明に係る層状燃焼エンジンの全体構成図を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a stratified combustion engine according to the present invention.

【図2】本発明に係る層状燃焼エンジン要部の断面図で
ある。
FIG. 2 is a sectional view of a main part of a stratified combustion engine according to the present invention.

【図3】燃料噴射装置の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of the fuel injection device.

【図4】エンジンの燃焼状態の推移を示すフローチャー
トである。
FIG. 4 is a flowchart showing changes in the combustion state of the engine.

【図5】冷却水温に対するエンジンの目標アイドル回転
数を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the target idle speed of the engine with respect to the cooling water temperature.

【図6】燃料噴射開始時期及び燃料噴射期間を示すタイ
ミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart showing fuel injection start timing and fuel injection period.

【図7】(a),(b),(c)はエンジン始動後の回
転数、触媒温度、排気中の炭化水素(HC)の含有量の
経時的変化を示す図である。
FIGS. 7(a), (b), and (c) are diagrams showing changes over time in the engine speed, catalyst temperature, and hydrocarbon (HC) content in exhaust gas after engine startup; FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20      副スロットル弁(吸気制御手段)23
      燃焼室 24      点火プラグ 30      燃料噴射装置 55      水温センサー(温度センサー)60 
     コントローラ 61      燃料噴射時期制御手段62     
 燃料噴射量制御手段
20 Sub-throttle valve (intake control means) 23
Combustion chamber 24 Spark plug 30 Fuel injection device 55 Water temperature sensor (temperature sensor) 60
Controller 61 Fuel injection timing control means 62
Fuel injection amount control means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  燃焼室の点火プラグ付近に燃料を噴射
する燃料噴射装置と、排気管に設けられた触媒を有する
内燃エンジンにおいて、エンジン温度を検出する温度セ
ンサーと、燃料噴射装置による燃料噴射開始時期を制御
する燃料噴射時期制御手段と、燃料噴射装置の燃料噴射
量を制御する燃料噴射量制御手段と、吸入空気量を制御
する吸気制御手段を設け、アイドリング状態において、
温度センサーによって検出されたエンジン温度が所定値
以下の場合には、燃料噴射時期制御手段によって、エン
ジン温度が所定値以上の場合に比べて燃料噴射開始時期
を進角させるとともに、アイドル回転数の上下動に応じ
て、吸気制御手段により吸入空気量を減増量させると同
時に燃料噴射量制御手段により燃料噴射量を減増量させ
る一方、アイドリング状態において、温度センサーによ
って検出されたエンジン温度が所定値以上の場合には、
燃料噴射時期制御手段によって、エンジン温度が所定値
以下の場合に比べて燃料噴射開始時期を遅角させるとと
もに、アイドル回転数の上下動に応じて、燃料噴射量制
御手段により燃料噴射量を減増量させるようにしたこと
を特徴とする内燃エンジン。
Claim 1: In an internal combustion engine having a fuel injection device that injects fuel near a spark plug in a combustion chamber, and a catalyst provided in an exhaust pipe, a temperature sensor that detects engine temperature and a method for starting fuel injection by the fuel injection device. A fuel injection timing control means for controlling the timing, a fuel injection amount control means for controlling the fuel injection amount of the fuel injection device, and an intake air control means for controlling the intake air amount, and in an idling state,
When the engine temperature detected by the temperature sensor is below a predetermined value, the fuel injection timing control means advances the fuel injection start timing compared to when the engine temperature is above the predetermined value, and also increases or decreases the idle speed. At the same time, the intake air control means decreases or increases the amount of intake air, and the fuel injection amount control means decreases or increases the fuel injection amount depending on the engine speed. in case of,
The fuel injection timing control means retards the fuel injection start timing compared to when the engine temperature is below a predetermined value, and the fuel injection amount control means decreases or increases the fuel injection amount in accordance with the vertical movement of the idle speed. An internal combustion engine characterized in that it is configured to
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