JPH04224271A - 内燃機関のアシストエア供給装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関において、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（霧化）の促進の
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、このような
アシストエア供給装置にあっては、燃料噴射タイミング
とは無関係に常時アシストエアを供給すると、アイドル
時に不要なアシストエアによる機関回転の上昇（ハイア
イドル）が発生するので、燃料噴射タイミングとほぼ同
期して、アシストエアを供給するようにするのが望まし
い。

【０００５】しかしながら、このようなアシストエア供
給装置にあっては、機関停止時に、燃料噴射の停止と同
時に、アシストエア制御弁を閉弁してアシストエアの供
給も停止するが、この場合、スロットル弁の下流側が負
圧になっているので、燃焼室内の未燃ガス，ブローバイ
ガス或いは排気還流（ＥＧＲ）ガス等が逆流して、燃料
噴射弁の噴孔及びこの近傍のアシストエア通路の噴出口
にカーボンが付着し、もって、機関停止時に、詰まりが
発生し易いという問題点があった。

【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
、機関停止時に燃料噴射弁の噴孔及びこの近傍のアシス
トエア通路の噴出口に詰まりが発生することのないアシ
ストエア供給装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、吸
気マニホールドのブランチ部又は吸気ポートに設けられ
た燃料噴射弁の噴孔近傍にスロットル弁上流より吸入空
気の一部を導くアシストエア通路と、該アシストエア通
路に設けられて前記燃料噴射弁の燃料噴射とほぼ同期し
て開弁するアシストエア制御弁と、を有する内燃機関の
アシストエア供給装置において、機関停止時に前記アシ
ストエア制御弁を強制的に開弁する停止時開弁手段を設
ける構成とする。

【０００８】

【作用】上記の構成においては、停止時開弁手段により
、機関停止時にアシストエア制御弁を強制的に開弁して
、アシストエア通路内の空気を噴出させ、燃料噴射弁の
噴孔及びこの近傍のアシストエア通路内にカーボンを含
んだガスが逆流するのを防止する。

【０００９】

【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１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。

【００１０】尚、スロットル弁３をバイパスして、補助
空気通路２３が形成され、補助空気通路２３の途中には
、アイドル制御弁２４が介装されている。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。

【００１１】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
行程とタイミングを合わせ、詳しくは燃料噴射終了時期
が吸気ＴＤＣとなるように、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
。

【００１２】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き、途
中で第１通路１１と第２通路１２とに分流した後、再び
合流する。第１通路１１は、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、途中には電磁開閉弁１３が介装されている。 第２通路１２は、その途中に過給機として電動式エアポ
ンプ１４を備え、該エアポンプ１４によりアシストエア
を供給する構成（過給アシスト方式）である。

【００１３】そして、アシストエア通路９は、第１通路
１１と第２通路１２とが合流した後、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。

【００１４】ここで、各燃料噴射弁５は、図２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。

【００１５】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。

【００１６】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３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。

【００１７】すなわち、燃料噴射量（燃料噴射パルス幅
）Ｔｉを演算し、燃料噴射終了時期が吸気ＴＤＣとなる
ように燃料噴射開始時期を演算した後、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、また、エア噴射終了時期は燃
料噴射終了時期と同じでよい。

【００１８】また、機関停止時には、コントロールユニ
ット６により、アシストエア制御弁１６及び電磁開閉弁
１３を所定時間、強制的に開弁するようにする。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
タイミングを合わせ、詳しくは燃料噴射終了時期が吸気
ＴＤＣとなるように、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。

【００１９】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。

【００２０】前記電磁開閉弁１３及びエアポンプ１４の
作動もコントロールユニット６により制御される。コン
トロールユニット６は、各種のセンサからの信号に基づ
いて機関運転状態を判別し、低負荷域（高ブースト域）
では、電磁開閉弁１３を開弁させて、エアポンプ１４の
作動を停止し、第１通路１１による自然アシスト方式に
切換える。これは高ブースト域では自然アシストで十分
であり、エアポンプ１４による負荷を低減するのが望ま
しいからである。また、高負荷域（低ブースト域）では
、電磁開閉弁１３を閉弁させて、エアポンプ１４を作動
させ、第２通路１２による過給アシスト方式に切換える
。これは低ブースト域では自然アシストではアシストエ
ア量が不十分だからである。

【００２１】更に、本発明にかかる機関停止時の制御は
、図４に示すフローチャートのごとくとなる。ステップ
１（図中、Ｓ１と記す。以下同様）では、機関停止時か
否かを、イグニションキースイッチがオフになったか否
かによって判定し、停止時でないときは、ステップ２に
進んで、通常のアシストエアの制御を行うが、停止時の
ときは、ステップ３に進んで、アシストエア制御弁１６
及び電磁開閉弁１３を共に所定時間開弁する。このよう
にすることにより、エア噴出口２２から、スロットル弁
３上流の空気或いはエアポンプ１４内の残圧分の空気が
噴出して、未燃ガス等のカーボンが噴孔５ｃ及びエア噴
出口２２に付着するのを防止できる。

【００２２】このステップ３が停止時開弁手段に相当す
る。また、アシストエア制御弁１６等の開弁と合わせて
、ステップ４で、アイドル制御弁２４への制御デューテ
ィ比を全閉側の固定値にする。これは、アイドル制御弁
２４を通じて多量の空気がスロットル弁３下流に流れ込
むことにより、エア噴出口２２から噴出する空気の流勢
が弱まって、カーボンの付着防止効果が減少するのを回
避するためである。

【００２３】上記の実施例では、機関運転状態に応じて
自然アシスト方式と過給アシスト方式とを切換えるよう
にしたが、本発明は、これに限るものでなく、自然アシ
スト方式のみ、又は過給アシスト方式のみとしてもよい
。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、機
関停止時に、アシストエア制御弁を強制的に開弁して、
空気をアシストエア通路の噴出口より噴出させて、燃料
噴射弁の噴孔及びアシストエア通路の噴出口にカーボン
が付着するのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　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２】　　エア噴出口を有する燃料噴射弁の要部断面
図。

【図３】　　燃料噴射とエア噴射との関係を示す図。

【図４】　　アシストエア制御弁及び電磁開閉弁の制御
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 ９　　アシストエア通路　　　　　　　　　　１１　　
第１通路１２　　第２通路　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１３　　電磁開閉弁１４　　エアポンプ　　
　　　　　　　　　　　　　　１５　　エアギャラリ１
６　　アシストエア制御弁　　　　　　　　１８　　パ
イプ２２　　エア噴出口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気マニホールドのブランチ部又は吸気ポ
   ートに設けられた燃料噴射弁の噴孔近傍にスロットル弁
   上流より吸入空気の一部を導くアシストエア通路と、該
   アシストエア通路に設けられて前記燃料噴射弁の燃料噴
   射とほぼ同期して開弁するアシストエア制御弁と、を有
   する内燃機関のアシストエア供給装置において、機関停
   止時に前記アシストエア制御弁を強制的に開弁する停止
   時開弁手段を設けたことを特徴とする内燃機関のアシス
   トエア供給装置。