JPH02188668A - 内燃機関の燃料噴射装置 - 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〕 本発明は内燃機関の燃料噴射装置に関する。

〔従来の技術〕

特開昭６２−３１６８号公報には、圧縮空気通路先端の
ノズル口に自動弁を設けると共にこのノズル口を機関燃
焼室内に配置し、燃料噴射弁から圧縮空気通路内に燃料
を供給した後、空気噴射弁から圧縮空気通路内に圧縮空
気を供給してノズル口から圧縮空気と共に燃料を噴射せ
しめるようにした内燃機関の燃料噴射装置が開示されて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、例えば減゛速時において機関への燃料供
給を停止するいわゆるフュエルカット時において、圧縮
空気通路内に供給された燃料を圧縮空気によってノズル
口から噴出せしめた後圧縮空気通路内への燃料ふよび圧
縮空気の供給を停止せしめてフュエルカットを実行する
と、フュエルカット時には燃焼室内が新気によって冷却
されるため、フュエルカットを解除して再び燃焼室内に
燃料を供給する時、噴射燃料の霧化が悪化し、このため
混合気の着火性が悪化するという問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明によれば、先端にノズ
ル口が形成された圧縮空気通路内に燃料を供給した後に
、圧縮空気通路内に供給された圧縮空気を燃料と共にノ
ズル口から噴射せしめ、機関運転中燃料の供給と圧縮空
気の噴射作用とを交互に繰り返して燃料空気噴射制御す
るようにした燃料噴射装置において、フュエルカット時
には圧縮空気通路内に燃料を供給した後圧縮空気の噴射
作用を禁止するようにしている。

〔作　用〕

フュエルカット時、圧縮空気通路内に燃料を供給した後
圧縮空気の噴射作用を禁止することによってフニエルカ
ットが実行される。このためフンニルカット期間中圧縮
空気通路内に燃料が保持され、この保持燃料は機関によ
って加熱される。

〔実施例〕

第２図および第３図は２サイクル内燃機関を示す。第２
図および第３図を参照すると、ｌはシリンダブロック、
２はピストン、３はシリンダヘッド、４は燃焼室、５は
一対の給気弁、６は給気ボート、７は一対の排気弁、８
は給気ボート、９は点火栓を夫々示す。シリンダへラド
３の内壁面上には排気弁７側の給気弁５周縁部と弁座間
の開口を給気弁５の全開弁期間に亘って閉鎖するマスク
壁１０が形成される。従って給気弁５が開弁すると新気
が矢印Ａで示されるように排気弁７と反対側から燃焼室
４内に流入す′る。一対の給気弁５の間に位置するシリ
ンダへラド３の内壁面上にはエアブラスト弁２０が配置
される。

第４図はエアブラスト弁２０の一部断面側面図を示す。

第４図を参照すると、エアブラスト弁２０のハウジング
２１内にはまっすぐに延びるニードル挿入孔２２が形成
され、このニードル挿入孔２２内にニードル挿入孔２２
よりも小径のニードル２３が挿入される。ニードル挿入
孔２２の一端にはノズル口２４が形成され、このノズル
口２４はニードル２３の先端部に形成された弁部２５に
よって開閉制御される。第４図に示す実施例ではこのノ
ズル口２４は燃焼室４内に配置される。また、ニードル
２３にはスプリングリテーナ２６が固定され、このスプ
リングリテーナ２６とハウジング２１間には圧縮ばね２
７が挿入される。

この圧縮ばね２７のばね力によりノズル口２４は通常ニ
ードル２３の弁部２５によって閉鎖される。

弁部２５と反対側のニードル２３の端部には可動コア２
８が圧縮ばね２９のばね力により通常当接せしめられて
おり、ハウジング２１内には可動コア２８を吸引するた
めのソレノイド３０とステータ３１が配置される。ソレ
ノイド３０が付勢されると可動コア２８がステータ３１
に向けて移動し、その結果ニードル２３が圧縮ばね２７
のばね力に抗してノズル口２４の方向に移動するのでノ
ズル口２４が開口せしめられる。

一方、ハウジング２１内には円筒状をなすノズル室３２
が形成される。ノズル室３２の一端３２ａは圧縮空気流
入通路３３に連通せしめられ、ノズル室３２の他端３２
ｂは圧縮空気流出通路３５を介してニードル挿入孔２２
内に連通せしめられる。

ノズル室３２内には燃料噴射弁３６の噴口３７が配置さ
れ、更にこの噴口３７はノズル室３２内の一端３２ａと
他端３２ｂとの間に位置する。第４図に示されるように
圧縮空気流出通路３５はまっすぐに延びている。噴口３
７は圧縮空気流出通路３５の軸線上に配置され、噴口３
７からは圧縮空気流出通路３５の軸線に沿って広がり角
の小さな燃料が噴射される。圧縮空気流出通路３５はノ
ズル口２４方向に向けてニードル°挿入孔２２に対して
斜めに延びており、ニードル挿入孔２２に対し２０度か
ら４５度をなしてニードル挿入孔２２に斜めに接続され
る。

第５図には本実施例の全体構成図を示す。第５図を参照
すると、４０はインテークマニホルド、４１はサージタ
ンク、４２はエアクリーナ、４３はサージタンク４１と
エアクリーナ４２とを連結する給気管を夫々示す。給気
管４３の途中には、上流側から順次エアフローメータ４
４、スロットル弁４５および機械式過給機４６が設けら
れる。

エアクリーナ４２とエアフローメータ４４の間の給気管
４３から導管４７が分岐され、この導管４７はニアコン
プレッサ４８の吸入口４．８３に連絡サレる。一方、ニ
アコンプレッサ４８の吐出口４８ｂは、圧縮空気流入通
路３３に接続される。圧縮空気流入通路３３の途中には
圧力調整器４９が設けられ、圧力調整器４９は戻し管５
０を介して、導管４７の給気管４３への開口とエアフロ
ーメータ４４との間の給気管４３に連通される。

電子制御ユニット６０はディジタルコンピュータかちな
り、双方向性バス６１によって相互に接続されたＲＯＭ
　（リードオンリメモリ）６２、ＲＡＭ　（ランダムア
クセスメモリ）６３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）６
４、入力ポートロ５および出力ポートロ６を具備する。

アイドルスイッチ５２を有するスロットル開度センサ５
３はスロットル弁４５近傍に取付けられる。アイドルス
イッチ５２はスロットル弁４５がアイドル開度となった
ときオンされ、このアイドルスイッチ５２は人力ポート
ロ５に接続される。

スロットル開度センサ５３はスロットル弁４５の開度に
応じた出力１圧を発生し、このスロットル開度センサ５
３はＡＤ変換器６７を介して入力ポートロ５に接続され
る。エアフローメータ４４は吸入空気量Ｑに比例した出
力電圧を発生し、このエアフローメータ４４はＡＤ変換
器６８を介して人力ポートロ５に接続される。機関回転
数に比例した出力パルスを発生するクランク角センサ５
４は人力ポートロ５に接続される。

一方、出力ポートロ６は駆動回路６９および７０を介し
てエアブラスト弁２０のソレノイド３０および燃料噴射
弁３６に夫々接続される。

再び第４図を参照してニードル挿入孔２２、ノズル室゛
３２および圧縮空気流出通路３５は圧縮空気流入通路３
３を介してニアコンプレッサ４８（第５図参照）に連通
している。従ってこれらニードル挿入孔２２、ノズル室
３２および圧縮空気流出通路３５内は圧縮空気で満たさ
れている。この圧縮空気中に噴口３７から圧縮空気流出
通路３５の軸線に沿って燃料が噴射される。第４図に示
されるように圧縮空気流出通路３５がニードル挿入孔２
２に斜めに接続されているので噴射燃料の大部分は弁部
２５近傍のニードル２３周りのニードル挿入孔２２内に
達する。このとき一部の燃料は圧縮空気流出通路３５の
内壁面およびノズル室３２の内壁面上に付着する。次い
でソレノイド３０が付勢されるとニードル２３がノズル
口２４を開弁する。このとき弁部２５近傍に噴射燃料が
集まっているので七−ドル２３がノズル口２４を開弁す
るや否や燃料と圧縮空気が共にノズル口２４から燃焼室
４内に噴出する。また、ニードル２３がノズル口２４を
開弁すると圧縮空気が圧縮空気流入通路３３からノズル
室３２内に流入し、次いで圧縮空気流出通路３５を経て
ノズル口２４に向かうために圧縮空気流出通路３５の内
壁面およびノズル室３２の内壁面上に付着した燃料が圧
縮空気流によって運び去られ、ノズル口２４から噴出せ
しめられる。従ってニードル２３が開弁するや否や噴射
燃料の全てがノズル口２４から噴出せしめられ、次いで
これらの全噴射燃料の噴出が完了すると圧縮空気のみが
ノズル口２４から噴射せしめられる。次いでソレノイド
３０が消勢されてニードル２３がノズル口２４を閉弁す
る。従ってニードル２３が閉弁せしめられる直前には空
気のみがノズル口２４から噴出せしめられている。

次に第１図を参照しつつ本実施例の動作について説明す
る。第１図は燃料空気噴射制御ルーチンを示し、このル
ーチンは３６０クラクン角度毎の割込みによって実行さ
れる。第１図を参照すると、まずステップ８０において
減速時フュエルカット条件が成立したか否か判定される
。機関回転数Ｎが予め定められた回転数例えば１５００
　ｒｐｍ以上でかつスロットル弁４５がアイドル開度と
なりアイドルスイッチ５２がオンされているとき、フュ
エルカット条件が成立したと判定される。フュエルカッ
ト条件が成立せず否定判定されるとステップ８１に進み
、フラグＦが１か否か判定される。通常Ｆは０であり、
否定判定されてステップ８２に進む。ステップ８２では
、機関負荷に相当するＱ／Ｎに基づいて燃料噴射時間τ
が算出される。ステップ８３では、燃料噴射時間τの間
燃料噴射弁３６から圧縮空気流出通路３５およびニード
ル挿入孔２２内に燃料が供給される。ステップ８４では
、ノズル口２４を開弁すべき時期か否か判定され、ノズ
ル口２４開弁時期と判定されると、ステップ８５に進む
。ステップ８５ではノズル口２４を開弁せしめ、ノズル
口２４から燃料および圧縮空気が噴出せしめられる。ス
テップ８５の後、本ルーチンを終了する。これにより、
燃焼室４内への通常の燃料噴射が実行される。

ステップ８０でフコニルカット条件成立と判定されると
ステップ８６に進みＦ＝１か否か判定される。このとき
Ｆ＝０であるためステップ８７に進みＦ＝１にセットさ
れる。ステップ８８ではこのときのＱ／Ｎに基づいて燃
料噴射時間τ１が算出される。ステップ８９では燃料噴
射時間τ、の間燃料噴射弁３６から圧縮空気流出通路３
５およびニードル挿入孔２２内に燃料が供給され、ステ
ップ８９の後本ルーチンを終了する。次回の処理ルーチ
ンではステップ８６で肯定判定されるため、何も実行せ
ず本ルーチンを終了し、フュエルカット条件が成立して
いる間何も実行しないで本ルーチンを終了する。

第６図にはフュエルカット開始時（減速時）の動作説明
図を示す。第６図を参照すると、フュエルカット条件が
成立するｔ、までは燃料噴射弁３６がτだけオンせしめ
られて圧縮空気流出通路３５およびニードル挿入孔２２
内に燃料を供給した後、ソレノイド３０がオンせしめら
れてノズル口２４を開弁じ、これによって、ノズル口２
４から燃料が圧縮空−気によって燃焼室４内に噴出せし
められる。ｔ１時点においてフュエルカット条件が成立
すると、フュエルカット条件が成立した後１回だけ燃料
噴射時間ｒ１の間燃料噴射弁３６から燃料が供給される
。この後フュエルカット条件が成立している間、ソレノ
イド３０はオフされたままであり、このためノズル口２
４は閉弁されたままで、ノズル口２４からは燃料は噴出
せしめられない。このため、フュエルカットが維持され
ている間圧縮空気流出通路３５およびニードル挿入孔２
２内には燃料が保持され、この燃料は高温のシリンダへ
ラド３からの伝熱により加熱される。

再び第１図を参照すると、機関回転数Ｎが１５０゜ｒｐ
ｍ未満となるかまたはアイドルスイッチ５２がオフせし
められると、フュエルカット条件は不成立となり、ステ
ップ８０において否定判定されステップ８１に進む。こ
のときＦ＝１であるためステップ８１において肯定判定
されステップ９０に進む。ステップ９０ではＦをＯにリ
セットし、ステップ９１ではこのときのＱ／Ｎに基づい
て燃料噴射時間τ２が算出される。ステップ９２では次
式により燃料噴射時間τが算出される。

τ＝（τ２−τ１）×に ここでτ２　　　ｒ、はフュエルカット条件が不成立と
なった後の第１回目の要求燃料噴射量とフュエルカット
開始時燃料噴射弁３６から供給されフュエルカットウニ
−ドル挿入孔２２内等に保持されている燃料量との差を
示す。またＫは例えばアクセルペダルを踏み込みアイド
ルスイッチ５２がオフとなることによりフュエルカット
が解除されたとき、加速性を向上・させるための燃料増
量係数である。Ｋは第７図に示されるように、スロット
ル弁開度変化率ｄθ／ｄｔが増大するにつれて増大する
。ステップ９３ではτ≦０か否か判定される。

例えば、アクセルペダルを踏み込むことによりフュエル
カットが解除されたときには加速状態であり、ｒ、＞τ
、であるためτ〉０となり、ステップ８３に進み不足燃
料量が補充供給される。ステップ８４および８５で全供
給燃料がノズル口２４から圧縮空気と共に噴出せしめら
れる。一方、機関回転数Ｎが１５０Ｏｒｐｍ未満となっ
てフュエルカットが解除されたときには減速状態であり
、τ２≦ｒ、である。従ってτ≦０となり、燃料の補充
を行なうことなく、ステップ８５において、圧縮空気流
出通路３５およびニードル挿入孔２２内に保持された燃
料がノズル口２４から圧縮空気と共に噴出せしめられる
。

第８図にはフュエルカット解除時の動作説明図を示す。

第８図を参照すると、フュエルカット条件が不成立とな
るｔ２までは燃料噴射弁３６およびソレノイド３０とも
にオフ状態に維持される。

ｔ２においてアクセルペダルを踏み込むことによリアイ
ドルスイッチ５２がオフされるとフュエルカットは解除
される。フュエルカットが解除されると、（τ、−７２
　）ＸＫの間燃料噴射弁３６がオンせしめられて燃料を
補正供給した後、ソレノイド３０がオンせしめられてノ
ズル口２４を開弁じ、これによって、ノズル口２４から
燃料が圧縮空気によって燃焼室４内に噴出せしめられる
。

従ってフュエルカット解除時には、フュエルカット期間
中圧縮空気流出通路３５およびニードル挿入孔２２内で
加熱された燃料がノズル口２４から噴出せしめられるた
め、フュエルカット中に燃焼室４が新気によって冷却さ
れていても、噴射燃料の霧化を良好とすることができる
。従ってフュエルカット解除時にも安定した燃焼が得ら
れる。

また、従来フュエルカット解除時噴射燃料の霧化が悪い
ために１度失火すると次回の燃焼サイクルで多量の燃料
が燃焼するためにフュエルカット解除時のショックが大
きくなるが、本実施例では燃料霧化が良好で安定した燃
焼を得られるため失火のおそれがなく、従ってフュエル
カット解除時のショックを小さくすることができる。

また、安定した燃焼が得られるためＨＣおよびＣＯの排
出量も減少する。

なお、本実施例では燃焼室４内に直接燃料を噴射する燃
料噴射装置について説明したが、給気ポート６内に燃料
を噴射する燃料噴射装置であってもよい。

〔発明の効果〕

フュエルカット時、圧縮空気通路内に保持された燃料が
加熱されるため、フュエルカットを解除して再′び燃焼
室内に燃料を噴射開始する時、噴射燃料の霧化を向上し
て着火性を良好とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料空気噴射を制御するためのフローチャート
、第２図はシリンダヘッド内壁面の底面図、第３図は２
サイクル機関の側面断面図、第４図はエアブラスト弁の
一部断面側面図、第５図は本発明の燃料噴射装置の一実
施例を示す全体構成図、第６図はフュエルカット開始時
の動作説明図、第７図はｄθ／ｄｔとＫとの関係を示す
線図、第８図はフュエルカット解除時の動作説明図であ
る。 ２０・・・エアブラスト弁、 ２２・・・ニードル挿入孔、 ２４・・・ノズル口、 ３５・・・圧縮空気流出通路、 ３６・・・燃料噴射弁、 ６０・・・電子制御ユニット。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 先端にノズル口が形成された圧縮空気通路内に燃料を供
   給した後に、前記圧縮空気通路内に供給された圧縮空気
   を前記燃料と共に前記ノズル口から噴射せしめ、機関運
   転中前記燃料の供給と圧縮空気の噴射作用とを交互に繰
   り返して燃料空気噴射制御するようにした燃料噴射装置
   において、フュエルカット時には前記圧縮空気通路内に
   燃料を供給した後圧縮空気の噴射作用を禁止するように
   した内燃機関の燃料噴射装置。