JPH04224247A - アシストエア供給装置を有する内燃機関の制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸気通路に設けられた
燃料噴射弁の噴孔近傍に吸入空気の一部をアシストエア
として供給するアシストエア供給装置を有する内燃機関
の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子制御燃料噴射装置を有する内燃機関
においては、吸気マニホールドのブランチ部又は吸気ポ
ートに各気筒ごとに電磁式燃料噴射弁を設けて、燃料噴
射を行っているが、噴射燃料の微粒化（気化）促進のた
め、アシストエア供給装置を設けたものがある（特公昭
６４−９４６５号公報，実公昭６３−１８７６７号公報
等参照）。

【０００３】これは、アシストエア通路により、スロッ
トル弁上流より吸入空気の一部を導き、各燃料噴射弁の
噴孔近傍にアシストエアとして供給するもので、噴射燃
料へのアシストエアの衝突により噴射燃料を微粒化し、
これにより燃焼を改善して排気性能等の向上を図るよう
にしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アシストエ
ア供給の仕方には、スロットル弁上流側と下流側との差
圧により空気を噴出するようにした自然アシスト方式と
、スロットル弁上流側の空気をエアポンプ等の過給機に
より供給するようにした過給アシスト方式とがあるが、
自然アシスト方式の場合は、その差圧により、また過給
アシスト方式の場合は、エアポンプの能力等により、ア
シストエア供給量が変わる。アシストエア供給量が変わ
ると、噴射燃料の微粒化割合が変わってしまう。 つまり、アシストエア供給量が少ないと、微粒化が悪く
なる。また、これを解消しようとして、常時、早めに燃
料を噴射して、吸気マニホールド及び吸気弁の熱により
気化を促進させることが考えられるが、このためには、
燃料噴射量の演算を早い時期にする必要があり、早い時
期に燃料噴射量の演算を行うと、これに使用する吸入空
気流量及び機関回転数等のデータが、最新のデータに較
べて古いものとなり、特に、過渡時には応答性が悪くな
るという問題点があった。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
、過渡時の応答性をなるべく悪化させることなく、常に
、噴射燃料の良好な微粒化状態を得ることのできるアシ
ストエア供給装置を有する内燃機関の制御装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、図
１に示すように、吸気通路に燃料噴射弁を有すると共に
、スロットル弁上流より吸入空気の一部を導き燃料噴射
弁の噴孔近傍にアシストエアとして供給するアシストエ
ア供給装置を有する内燃機関において、単位時間当たり
のアシストエア供給量を検出する供給量検出手段（ａ）
と、この単位時間当たりのアシストエア供給量に応じて
前記燃料噴射弁の噴射時期を補正する噴射時期補正手段
（ｂ）とを設ける構成とする。

【０００７】

【作用】上記の構成においては、単位時間当たりのアシ
ストエア供給量に応じて、燃料噴射弁の噴射時期を補正
する。具体的には、アシストエア供給量が少ないときに
は微粒化が悪いので早めに燃料を噴射するように噴射時
期を補正し、アシストエア供給量が多いときには微粒化
が良いので噴射時期をなるべく早めないようにする。も
って、噴射燃料が良好に気化する噴射時期で燃料を噴射
するようにできる。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は内燃機関の吸気系のシステム図を示して
いる。エアクリーナ１からの空気は、エアフローメータ
２を通過した後、アクセルペダルに連動するスロットル
弁３の制御を受けて吸入されて、吸気マニホールド４に
至る。そして、そのブランチ部又は吸気ポートにて、各
気筒ごとに設けた燃料噴射弁５から噴射された燃料と混
合して、機関のシリンダ内に吸入される。

【０００９】燃料噴射弁５は、電磁コイルに通電されて
開弁し通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁（イン
ジェクタ）であって、コントロールユニット６からの駆
動パルス信号により通電されて開弁し、図示しない燃料
ポンプにより圧送されプレッシャレギュレータ７により
所定の圧力に調整された燃料ギャラリ８内の燃料を噴射
する。

【００１０】ここで、コントロールユニット６は、内蔵
のマイクロコンピュータにより、エアフローメータ２に
より計測される吸入空気流量Ｑに基づき、基本燃料噴射
量Ｔｐ＝Ｋ・Ｑ／Ｎ（Ｋは定数、Ｎは機関回転数）を演
算し、これに各種の補正を施して、燃料噴射量Ｔｉ＝Ｔ
ｐ・ＣＯＥＦ（ＣＯＥＦは各種補正係数）を定め、各気
筒の燃料噴射弁５に対し、互いに独立に、各気筒の吸気
行程とほぼ時期を合わせ、このＴｉのパルス幅の駆動パ
ルス信号を出力することにより、燃料噴射を行わせる。

【００１１】アシストエア供給装置としては、アシスト
エア通路９が設けられている。アシストエア通路９は、
エアフローメータ２下流でかつスロットル弁３上流のア
シストエア取入口１０から、吸入空気の一部を導いて、
上流側と下流側との圧力差によりアシストエアを供給す
る構成（自然アシスト方式）であり、下流側に、分岐用
のエアギャラリ１５を形成している。このエアギャラリ
１５には、燃料噴射弁５と同数（本例は４気筒で４個）
のアシストエア制御弁１６が設けられ、各アシストエア
制御弁１６の噴孔１７はそれぞれパイプ１８により各燃
料噴射弁５の後述するエア導入口２１に接続されている
。

【００１２】ここで、各燃料噴射弁５は、図３に示すよ
うに、バルブボディ５ａ内にニードルバルブ５ｂを備え
、電磁コイル（図示せず）への通電によるニードルバル
ブ５ｂのリフトにより噴孔５ｃを開いて燃料噴射を行う
ものであるが、バルブボディ５ａを囲んでカバー１９が
設けられ、カバー１９とバルブボディ５ａとの間に環状
通路２０を形成してある。そして、前記アシストエア制
御弁１６の噴孔１７に接続されたパイプ１８をカバー１
９の側部のエア導入口２１に接続することにより、環状
通路２０内にアシストエアを導き、この環状通路２０に
よりアシストエアを案内して燃料噴射弁５の噴孔５ｃを
囲む環状のエア噴出口２２より噴出させ、噴射燃料に衝
突させて、噴射燃料の微粒化を促進する。

【００１３】また、アシストエア制御弁１６としては、
燃料噴射弁５と同構造のもの、すなわち、バルブボディ
内にニードルバルブを備え、電磁コイルへの通電による
ニードルバルブのリフトにより噴孔を開いてエア噴射を
行う電磁式エア噴射弁（インジェクタ）を使用する。こ
れは応答性の点で優れるからである。従って、アシスト
エア制御弁１６もコントロールユニット６から出力され
る駆動パルス信号により通電されて開弁する。

【００１４】コントロールユニット６によるアシストエ
ア制御弁１６の制御について説明すれば、各アシストエ
ア制御弁１６に対し各燃料噴射弁５の燃料噴射と同期し
て駆動パルス信号を出力することにより、各アシストエ
ア制御弁１６を互いに独立に開弁駆動する。但し、ある
気筒の燃料噴射弁５への駆動パルス信号（燃料噴射）と
、対応するアシストエア制御弁１６への駆動パルス信号
（エア噴射）との関係は、図４に示すごとくとし、アシ
ストエア制御弁１６を燃料噴射弁５の燃料噴射開始時期
より所定の期間Ｔ０　進ませた時期に開弁駆動する。

【００１５】すなわち、燃料噴射開始時期より所定の期
間Ｔ０　進ませてエア噴射開始時期を演算して、これら
に基づいて制御を行う。尚、前記所定の期間Ｔ０　はエ
ア供給の応答遅れ（配管ボリュウム分）を考慮したもの
であり、エア噴射終了時期は燃料噴射終了時期と同じで
よい。更に、本発明にかかる構成として、吸気マニホー
ルド４に吸気圧センサ２３を設置して、スロットル弁３
下流側の負圧ＰＢを検出するようにしている。スロット
ル弁３上流側は大気圧なので、負圧ＰＢを検出すること
により、スロットル弁３の上流側と下流側との差圧を検
出することができる。

【００１６】これは、アシストエア供給量は、差圧によ
り決定されるからである。次に作用を説明する。コント
ロールユニット６は、各気筒の燃料噴射弁５に対し、互
いに独立に、各気筒の吸気行程とほぼ時期を合わせ、吸
入空気量に見合ったパルス幅の駆動パルス信号を出力す
ることにより、シーケンシャルインジェクション方式で
燃料噴射を行わせる。尚、この噴射時期は、後述する補
正を加えたものである。

【００１７】また、コントロールユニット６は、これに
先立って、各燃料噴射弁５の燃料噴射開始時期より所定
の期間Ｔ０　進ませた時期に、対応するアシストエア制
御弁１６に駆動パルス信号を出力して、当該アシストエ
ア制御弁１６を開弁駆動する。これにより、燃料噴射中
の燃料噴射弁５にのみ、その噴孔５ｃ近傍に、吸入空気
の一部をアシストエアとして供給することができ、燃料
噴射停止中の燃料噴射弁５へのアシストエアの供給を止
めて、ハイアイドル等を防止できる。

【００１８】更に、図５のフローチャートを参照して、
本発明に係る噴射時期の補正の仕方を説明する。ステッ
プ１（図中、Ｓ１と記す。以下同様）では、今度噴射す
る気筒を判別し、ステップ２で、その気筒に対応するア
シストエア制御弁１６が正常であるか否かを判定する。 これは、コントロールユニット６からの駆動パルス信号
出力時にアシストエア制御弁１６に電流が流れるか否か
を検出して、断線の有無を調べることにより行っている
。

【００１９】判定の結果、正常な場合は、ステップ３に
進んで吸気圧センサ２３により検出した負圧ＰＢに基づ
いてマップを参照して単位時間当たりのアシストエア供
給量Ｑａｉを求め、正常でない場合は、ステップ４に進
んで単位時間当たりのアシストエア供給量Ｑａｉを０に
する。 ここで、ステップ３及び４が供給量検出手段に相当する
。

【００２０】そして、ステップ５で、単位時間当たりの
アシストエア供給量Ｑａｉに応じてマップを参照して予
め設定された噴射時期を早めるための補正値Ｃを検索す
る。補正値Ｃは、単位時間当たりのアシストエア供給量
Ｑａｉが多いとき程小さくなる値である。これは、アシ
ストエアＱａｉが多いと微粒化が良いので噴射時期を余
り早める必要がないからである。

【００２１】その後、ステップ６で、そのときの機関回
転数Ｎ及び吸入空気流量Ｑ等のデータに基づいて燃料噴
射量Ｔｉを演算し、ステップ７で、噴射終了時期が吸気
行程の所定の時期（吸気ＴＤＣ）に同期するように開始
時期を演算する。そして、ステップ８で、この開始時期
をステップ５で求めた補正値Ｃ分早めるように補正する
。

【００２２】ここで、ステップ８が噴射時期補正手段に
相当する。これで、このルーチンは終了するが、この後
、前述のように、この補正された噴射時期よりＴ０　早
い時期にアシストエアの供給を開始する。上記の実施例
では、アシストエア供給の方式を自然アシストエア方式
のみとしたが、アシストエア通路９の途中にエアポンプ
を設けて、アシストエアを積極的に供給するようにして
もよい（過給アシスト方式）。また、アシストエア通路
９を途中を分岐して、一方に過給用のエアポンプを設け
、他方に切り換え用の電磁開閉弁等を設けるようにして
、自然アシスト方式と過給アシスト方式とを併用するよ
うにしてもよい。かかる過給アシスト方式を採用した場
合は、エアポンプの下流側に吐出圧センサを設けて、こ
の吐出圧により、単位時間当たりのアシストエア供給量
を検出できるようにするとよい。

【００２３】尚、吸気圧センサ２３を設けないで、運転
状態を表すパラメータ、例えば、機関回転数Ｎ，吸入空
気流量Ｑ等よりアシストエア供給量Ｑａｉを推定するよ
うにしてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、単
位時間当たりのアシストエア供給量に応じて、燃料噴射
弁の噴射時期を補正するようにしたので、噴射燃料の微
粒化割合を見越して、噴射時期を補正して、常に早めに
噴射することをしないで、噴射燃料が良好に気化される
時期に燃料噴射するようにできる。

【００２５】もって、アシストエア効果を高め、排気性
能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の構成を示す機能ブロック図。

【図２】　　本発明の一実施例を示す内燃機関の吸気系
のシステム図。

【図３】　　エア噴出口を有する燃料噴射弁の要部断面
図。

【図４】　　燃料噴射とエア噴射との関係を示す図。

【図５】　　噴射時期の補正のフローチャート。

【符号の説明】

２　　エアフローメータ　　　　　　　　　　３　　ス
ロットル弁４　　吸気マニホールド　　　　　　　　　
　５　　燃料噴射弁５ｃ　　噴孔　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　６　　コントロールユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気通路に燃料噴射弁を有すると共に、ス
   ロットル弁上流より吸入空気の一部を導き燃料噴射弁の
   噴孔近傍にアシストエアとして供給するアシストエア供
   給装置を有する内燃機関において、単位時間当たりのア
   シストエア供給量を検出する供給量検出手段と、この単
   位時間当たりのアシストエア供給量に応じて前記燃料噴
   射弁の噴射時期を補正する噴射時期補正手段とを設ける
   ことを特徴とするアシストエア供給装置を有する内燃機
   関の制御装置。