JPH04295178A - 内燃機関の吸気制御装置 - 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】本発明は内燃機関の吸気制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】スロットル弁下流の吸気通路内に向けて
燃料を噴射するための燃料噴射弁を具備し、スロットル
弁上流の吸気通路からエアアシスト通路を分岐してエア
アシスト通路内にエアアシスト制御弁を配置すると共に
燃料噴射弁から噴射される燃料に向けてエアアシスト通
路から空気を噴出せしめるようにし、更にエアアシスト
制御弁によって機関アイドリング回転数を制御するよう
にした内燃機関が公知である（特開昭５８−８５３３８
号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところがこのような内
燃機関では機関全負荷運転時にはスロットル弁の上流と
下流の圧力がほぼ等しくなるためにスロットル弁の上流
からスロットル弁の下流に向けてエアアシスト通路内を
空気が流れないばかりでなく、むしろスロットル弁下流
に発生する吸気脈動によってスロットル弁下流の圧力が
スロットル弁上流の圧力よりも高くなったときにスロッ
トル弁下流からスロットル弁上流に向けてエアアシスト
通路内を空気が逆流する。ところがこのように空気が逆
流すると空気と共に燃料も逆流するために逆流した燃料
がエアアシスト通路内に蓄積する。このようにエアアシ
スト通路内に燃料が蓄積しても機関負荷が低くなれば再
びスロットル弁上流からスロットル弁下流に向けてエア
アシスト通路内を空気が流れるので蓄積した燃料は吸気
通路内に排出される。しかしながら上述の内燃機関では
このときエアアシスト通路内を流れる空気量および空気
の流速が十分大きくないためにエアアシスト通路内に蓄
積した全燃料を吸気通路内に排出することができず、斯
くしてエアアシスト通路に残留する燃料によってエアア
シスト通路が腐触してしまうという問題を生ずる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によればスロットル弁下流の吸気通路内に向
けて燃料を噴射するための燃料噴射弁を具備し、スロッ
トル弁上流の吸気通路からエアアシスト通路を分岐して
エアアシスト通路内にエアアシスト制御弁を配置すると
共に燃料噴射弁から噴射される燃料に向けてエアアシス
ト通路から空気を噴出せしめるようにした内燃機関にお
いて、暖機完了後のアイドリング運転時にはエアアシス
ト制御弁が部分開状態に保持されると共に暖機完了後の
減速運転時にはエアアシスト制御弁の開度を上述の部分
開状態における開度よりも増大せしめるようにしている
。

【０００５】

【作用】減速運転時にはスロットル弁の上流と下流との
圧力差が大きくなるためにエアアシスト通路内を流れる
空気の流速が最大となる。また、減速運転時にはエアア
シスト制御弁の開度が増大せしめられるので結局エアア
シスト通路内を多量の空気が高速度で流れることになる
。

【０００６】

【実施例】図１を参照すると、１は機関本体、２はピス
トン、３はシリンダヘッド、４は燃焼室、５は吸気弁、
６は吸気ポート、７は排気弁、８は排気ポートを夫々示
す。吸気ポート６は対応する枝管９を介してサージタン
ク１０に連結され、サージタンク１０は共通の吸気ダク
ト１１およびエアフローメータ１２を介してエアクリー
ナ（図示せず）に連結される。各枝管９にはエアアシス
ト室１３が形成され、このエアアシスト室１３内には燃
料噴射弁１４が配置される。エアアシスト室１３は一方
では燃料空気噴出口１５を介して枝管９内に連通してお
り、他方ではエアアシスト通路１６を介してバイパス制
御弁１７に連結される。 図１に示す実施例ではこのバイパス制御弁１７はサージ
タンク１０の外壁面上に取付けられており、次に図２を
参照しつつこのバイパス制御弁１７の構造について説明
する。

【０００７】図２を参照すると、バイパス制御弁１７内
には回転不能であるが軸方向に摺動可能な弁軸１８が配
置されており、この弁軸１８上にステップモータ１９の
ロータ２０が螺合せしめられる。従ってロータ２０が回
転せしめられると弁軸１８は軸方向に移動せしめられる
。一方、バイパス制御弁１７には隔壁２１によって分離
された高圧室２２と低圧室２３とが形成され、これら高
圧室２２と低圧室２３とは隔壁２１上に形成された弁ポ
ート２４を介して互いに連通せしめられる。高圧室２２
は一方では空気供給通路２５を介して図１に示すように
スロットル弁２６上流の吸気ダクト１１内に連結され、
他方では弁ポート２８を介してサージタンク１０内に連
通せしめられる。一方、低圧室２３はエアアシスト通路
１６を介してエアアシスト室１３に連結される。高圧室
２２内には弁ポート２８の開口面積を制御するための制
御弁２９が配置され、低圧室２３内には弁ポート２４の
開口面積を制御するためのエアアシスト制御弁３０が配
置される。 次にこれら制御弁２９，３０の開度について図３を参照
しつつ説明する。

【０００８】図３は各制御弁２９，３０の開度とステッ
プモータ１９のステップ位置ＳＴとの関係を示している
。また、図３において実線Ａはエアアシスト制御弁３０
の開度を示しており、実線Ｂは制御弁２９の開度を示し
ている。 図３からわかるようにステップモータ１９のステップ位
置ＳＴが零のとき、即ち図２において弁軸１８が最も弁
ポート２８側に近づいたときに両方の制御弁２９，３０
の開度は零となる。一方、ステップモータ１９のステッ
プ位置ＳＴが大きくなると弁軸１８が弁ポート２８から
離れる方向に移動する。このとき図３に示されるように
制御弁２９の開度は零に維持されており、一方エアアシ
スト制御弁３０の開度はステップ位置ＳＴが大きくなる
につれて増大する。一方、ステップ位置ＳＴが図３のＳ
Ｔｍ　になるとエアアシスト弁３０は最大開度となり、
以後ステップ位置ＳＴが大きくなってもエアアシスト弁
３０は最大開度に維持される。 これに対して制御弁２９の開度はステップ位置ＳＴがＳ
Ｔｍ　を越えるとステップ位置ＳＴが最大ステップ位置
ＭＡＸとなるまでステップ位置ＳＴが大きくなるにつれ
て増大する。

【０００９】エアアシスト制御弁３０が開弁すると空気
供給通路２５を介して高圧室２２内に送り込まれた空気
が低圧室２３およびエアアシスト通路１６を介してエア
アシスト室１３内に送り込まれる。エアアシスト室１３
内に送り込まれた空気は燃料噴射弁１４から噴射された
燃料と共に燃料空気噴出口１５から吸気ポート６内に向
けて噴射され、斯くして燃料の微粒化が促進せしめられ
る。一方、制御弁２９が開弁せしめられると高圧室２２
内の空気は一方では弁ポート２８を介してサージタンク
１０内に供給され、他方ではエアアシスト室１３内に供
給される。図１に示す実施例ではバイパス制御弁１７は
エアアシスト用の空気量を制御すると同時に機関アイド
リング回転数を制御するために設けられている。

【００１０】即ち、図３には更に目標ステップ位置ＳＴ
ｏ　と機関冷却水温Ｔとの関係が示されており、機関冷
却水温Ｔの低い暖機完了前にはステップ位置ＳＴが目標
ステップ位置ＳＴｏ　となるようにステップモータ１９
が駆動制御される。図３からわかるように機関冷却水温
Ｔが低くなるほど目標ステップ位置ＳＴｏ　は大きくな
り、図３に示す目標ステップ位置ＳＴｏ　は機関冷却水
温Ｔの関数として予めＲＯＭ　５２内に記憶されている
。従って図３からわかるように機関冷却水温Ｔが低い暖
機完了前のアイドリング運転時にはステップモータ１９
のステップ位置ＳＴが図３においてＤで示される領域に
設定される。このときには両方の制御弁２９，３０が開
弁するために多量の空気がバイパス制御弁１７を介して
供給される。次いで機関冷却水温Ｔが高くなるにつれて
目標ステップ位置ＳＴｏ　は小さくなり、暖機が完了す
る頃になると図３のＣで示す付近のステップ位置ＳＴに
おいてステップモータ１９が制御される。一方、暖機完
了後のアイドリング運転時にも図３においてＣで示す付
近のステップ位置ＳＴにおいてステップモータ１９が制
御される。従ってこのときには機関アイドリング回転数
が目標回転数となるようにエアアシスト制御弁３０の開
度が制御される。ステップモータ１９のステップ位置Ｓ
Ｔは電子制御ユニット５０（図１）の出力信号に基いて
制御される。

【００１１】図１に示されるように電子制御ユニット５
０はディジタルコンピュータからなり、双方向性バス５
１を介して相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモ
リ）５２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５３、Ｃ
ＰＵ（マイクロプロセッサ）５４、入力ポート５５およ
び出力ポート５６を具備する。エアフロメータ１２は吸
入空気量に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧が
ＡＤ変換器５７を介して入力ポート５５に入力される。 スロットル弁２６にはスロットル弁２６がアイドリング
開度になったときにオンとなるスロットルスイッチ５８
が取付けられ、このスロットルスイッチ５８の出力信号
が入力ポート５５に入力される。 機関本体１には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生
する水温センサ５９が取付けられ、この水温センサ５９
の出力電圧がＡＤ変換器６０を介して入力ポート５５に
入力される。また、機関回転数を表わす出力パルスを発
生する回転数センサ６１、および車速を表わす出力パル
スを発生する車速センサ６２が入力ポート５５に接続さ
れる。一方、出力ポート５６は駆動回路６３，６４を介
して夫々燃料噴射弁１４およびバイパス制御弁１７のス
テップモータ１９に接続される。

【００１２】次に図４を参照しつつ燃料の供給を停止す
べきであることを示しているカットフラグの処理ルーチ
ンについて説明する。このルーチンはメインルーチン内
において繰返し実行される。図４を参照するとまず初め
にステップ７０においてカットフラグがセットされてい
るか否かが判別される。カットフラグがセットされてい
ないときにはステップ７１に進んでスロットルスイッチ
５８がオンであるか否か、即ちスロットル弁２６がアイ
ドリング位置にあるか否かが判別される。スロットル弁
２６がアイドリング位置にあるときにはステップ７２に
進んで機関回転数Ｎが一定値Ｎｈ　、例えば２０００ｒ
．ｐ．ｍ　よりも高いか否かが判別される。Ｎ≧Ｎｈ　
のときにはステップ７３に進んでカットフラグがセット
される。カットフラグがセットされると図示しないルー
チンにおいて燃料噴射弁１４からの燃料噴射作用が停止
せしめられる。ステップ７３に進むのはスロットル弁２
６がアイドリング位置にあって機関回転数Ｎが高いとき
、即ち減速運転時である。従って減速運転時に燃料の供
給が停止せしめられることになる。

【００１３】一方、カットフラグが一旦セットされると
ステップ７０からステップ７４に進んでスロットルスイ
ッチ５８がオンであるか否か、即ちスロットル弁２６が
アイドリング位置にあるか否かが判別される。スロット
ル弁２６が開弁せしめられるとステップ７６にジャンプ
してカットフラグがリセットされ、燃料噴射弁１４から
の燃料噴射が開始される。一方、スロットル弁２６がア
イドリング位置に維持されているときにはステップ７５
に進んで機関回転数Ｎが一定値Ｎｌ　、例えば１４００
０ｒ．ｐ．ｍよりも低くなったか否かが判別される。Ｎ
≦Ｎｌ　になるとステップ７６に進んでカットフラグが
リセットされ、燃料噴射が開始される。

【００１４】次に図５に示すタイムチャートを参照しつ
つ本発明の実施例において行われているバイパス制御弁
１７の制御方法について説明する。図５において区間ｔ
１　は暖機完了前を示している。このときには機関冷却
水温Ｔが上昇するにつれて制御弁２９の開度が次第に小
さくなり、制御弁２９が全閉するとエアアシスト制御弁
３０は全開状態から徐々に閉弁せしめられる。図５にお
いて区間ｔ２　は暖機完了後のアイドリング運転時を示
している。このときには制御弁２９は全閉せしめられて
おり、機関回転数が目標アイドリング回転数となるよう
にエアアシスト制御弁３０の開度がステップモータ１９
により制御される。 このときエアアシスト制御弁３０は部分開状態となって
いる。図５において区間ｔ３　は高負荷運転時を示して
いる。このときにも制御弁２９は全閉状態に保持されて
おり、エアアシスト制御弁３０は部分開状態に保持され
ている。

【００１５】図５の区間ｔ４　は減速運転の初期を示し
ている。減速運転を開始したときの機関回転数ＮがＮｈ
　よりも高ければ図５に示されるようにカットフラグが
セットされる。また、減速運転時において機関回転数Ｎ
が一定回転数、例えば２５００ｒ．ｐ．ｍ以上である間
、制御弁２９およびエアアシスト制御弁３０が全開せし
められる。減速運転時にはアイドリング運転時よりも大
きな負圧が枝管９内に発生しており、従ってこのときエ
アアシスト制御弁３０が全開せしめられると多量の空気
がエアアシスト通路１６内を高速度で流れることになる
。斯くしてこの空気流によってエアアシスト通路１６内
に蓄積した全燃料が燃料空気噴出口１５を介して枝管９
内に排出せしめられることになる。

【００１６】図５のｔ５　は減速運転の後半以後を示し
ている。減速運転中において機関回転数Ｎが２５００ｒ
．ｐ．ｍ　よりも低くなると制御弁２９は再び全閉せし
められ、エアアシスト制御弁３０は全開する以前の部分
開状態まで閉弁せしめられ、次いで全開する以前の部分
開状態に保持される。次いで機関回転数ＮがＮｌ　より
も低くなるとカットフラグがリセットされ、燃料の噴射
が再開される。次いでアイドリング運転状態になると再
び機関回転数が目標アイドリング回転数となるようにエ
アアシスト制御弁３０の開度がステップモータ１９によ
って制御される。

【００１７】次に図５に示すタイムチャートを参照しつ
つ図６に示すバイパス制御弁１７の制御ルーチンについ
て説明する。このルーチンは一定時間毎の割込みによっ
て実行される。図６を参照するとまず初めにステップ８
０において水温センサ５９の出力信号に基き機関冷却水
温Ｔが一定値、例えば６０℃よりも高いか否かが判別さ
れる。Ｔ＜６０℃のときにはステップ８１に進んで機関
冷却水温Ｔから図３に示す関係に基いて目標ステップ位
置ＳＴ０　が算出される。次いでステップ８２ではステ
ップモータ１９のステップ位置ＳＴが目標ステップ位置
ＳＴ０　とされ、ステップ８３に進む。ステップ８３で
はステップモータ１９のステップ位置がステップ位置Ｓ
Ｔとなるようにステップモータ１９が駆動せしめられる
。

【００１８】一方、ステップ８０においてＴ≧６０℃で
あると判別されたときはステップ８４に進んでカットフ
ラグがセットされているか否かが判別される。カットフ
ラグがセットされていないときにはステップ８５に進ん
でアイドリング運転時であるか否かが判別される。例え
ばスロットルスイッチ５８がオンでありかつ車速Ｖが２
ｋｍ／ｈ以下のときにはアイドリング運転時であると判
断される。アイドリング運転時であると判断されたとき
にはステップ８６に進んで目標アイドリング回転数Ｎｏ
　が算出される。 次いでステップ８７では機関回転数Ｎが（Ｎｏ　＋α）
　よりも大きいか否かが判別される。ここでαは小さな
一定値である。Ｎ≧（Ｎｏ　＋α）のときはステップ９
０に進んでステップ位置ＳＴが１だけディクリメントさ
れ、次いでステップ９１においてステップ位置ＳＴをア
イドリングステップ位置ＳＴａ　とした後にステップ８
３に進む。一方、ステップ８７においてＮ＜（Ｎｏ　＋
α）であると判別されたときにはステップ８８に進んで
Ｎ≦（Ｎｏ　−α）であるか否かが判別される。Ｎ≦（
Ｎｏ　−α）のときにはステップ８９に進んでステップ
位置ＳＴが１だけインクリメントされ、次いでステップ
９１に進む。このようにして機関回転数Ｎが（Ｎｏ　−
α）＜Ｎ＜（Ｎｏ　＋α）に制御される。一方、ステッ
プ８５においてアイドリング運転時でないと判別された
ときにはステップ９２に進んでアイドリングステップ位
置ＳＴｉ　がステップ位置ＳＴとされる。従ってアイド
リング運転時でないときにはステップモータ１９はアイ
ドリングステップ位置ＳＴｉ　に保持される。

【００１９】一方、ステップ８４においてカットフラグ
がセットされたと判断されたときにはステップ９３に進
んで機関回転数Ｎが一定値、例えば２５００ｒ．ｐ．ｍ
　よりも高いか否かが判別される。Ｎ≧２５００ｒ．ｐ
．ｍ　のときにはステップ９４に進んで車速センサ６２
の出力信号から車速Ｖが１０ｋｍ／ｈよりも速いか否か
が判別される。Ｖ≧１０ｋｍ／ｈのときにはステップ９
５に進んでステップ位置ＳＴが最大ステップ位置ＭＡＸ
とされる。従ってこのときには制御弁２９およびエアア
シスト制御弁３０は共に全開せしめられる。一方、カッ
トフラグがセットされている状態でＮ＜２５００ｒ．ｐ
．ｍ　になるか又はＶ＜１０ｋｍ／ｈになると、或いは
カットフラグがリセットされるとステップ９５に進んで
制御弁２９は全閉せしめられ、エアアシスト制御弁３０
はアイドリングステップ位置ＳＴｉ　に対応する開度ま
で閉弁せしめられる。

【００２０】

【発明の効果】減速運転時にエアアシスト制御弁の開度
を増大させることによってエアアシスト通路に蓄積した
燃料を完全に吸気通路内に排出することができ、斯くし
てエアアシスト通路が蓄積燃料によって腐触するのを阻
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の全体図である。

【図２】バイパス制御弁の拡大側面断面図である。

【図３】バイパス制御弁内に設けられた一対の制御弁の
開度を示す線図である。

【図４】カットフラグを制御するためのフローチャート
である。

【図５】タイムチャートである。

【図６】バイパス制御弁を制御するためのフローチャー
トである。

【符号の説明】

１３…エアアシスト室 １４…燃料噴射弁 １５…燃料空気噴出口 １６…エアアシスト通路 １７…バイパス制御弁 ２６…スロットル弁 ３０…エアアシスト制御弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　スロットル弁下流の吸気通路内に向け
   て燃料を噴射するための燃料噴射弁を具備し、スロット
   ル弁上流の吸気通路からエアアシスト通路を分岐して該
   エアアシスト通路内にエアアシスト制御弁を配置すると
   共に燃料噴射弁から噴射される燃料に向けて該エアアシ
   スト通路から空気を噴出せしめるようにした内燃機関に
   おいて、暖機完了後のアイドリング運転時には上記エア
   アシスト制御弁が部分開状態に保持されると共に暖機完
   了後の減速運転時には上記エアアシスト制御弁の開度を
   該部分開状態における開度よりも増大せしめるようにし
   た内燃機関の吸気制御装置。