JPH0626426A - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、エアアシスト装置を有する内燃機
関の燃料噴射装置に関し、微粒化停止時の吸気不足を防
止することを目的とする。 【構成】 エア供給源と、前記エア供給源及び前記燃料
噴射弁１の噴口１ａ近傍を連通する第一エア供給通路９
と、前記エア供給源及び吸気通路２の前記噴口１ａ近傍
を除くスロットル弁５の下流側を連通する第二エア供給
通路１０と、前記第一及び第二エア供給通路９，１０の
一方だけが連通状態となるように他方を閉鎖する閉鎖手
段８と、機関状態により燃料の微粒化を実行させる時は
前記第一エア供給通路９だけが連通状態となるように、
また機関状態により燃料の微粒化を停止させる時は前記
第二エア供給通路１０だけが連通状態となるように前記
閉鎖手段８を制御する第一制御手段、とを有するエアア
シスト装置を具備する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エアアシスト装置を有
する内燃機関の燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エアアシスト装置は、燃料噴射弁から噴
射された燃料をアシストエアによって良好に微粒化する
ためのものであり、そのためにアシストエア噴射口が、
燃料噴射弁の噴口近傍に設けられている。

【０００３】走行停止直後に再始動する時、機関全体が
高温度となっていることがあり、それにより燃料噴射弁
への燃料供給通路内に燃料のベーパが形成される可能性
がある。実開平２−１２６０７４号公報及び特願平３−
２０５８３８号には、このような時にアシストエアの供
給を停止することにより、吸気行程において燃料噴射弁
の噴口近傍に生じる負圧を維持し、燃料を噴射しやすく
してベーパにより生じる燃料供給不足を解決し、この時
の始動性を改良しようとする燃料噴射装置が開示されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術におい
て、確かに高温始動時の燃料不足は解消されるが、アシ
ストエアの供給が停止されるために、その分の吸気量が
不足して逆にこの時の始動性が悪化することがある。

【０００５】従って、本発明の目的は、機関状態による
微粒化停止時における吸気不足を防止することのできる
エアアシスト装置を有する内燃機関の燃料噴射装置を提
供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による第一の内燃
機関の燃料噴射装置は、燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁
から噴射される燃料を微粒化させるためのエアアシスト
装置とを具備し、前記エアアシスト装置が、エア供給源
と、前記エア供給源及び前記燃料噴射弁の噴口近傍を連
通する第一エア供給通路と、前記エア供給源及び吸気通
路の前記噴口近傍を除くスロットル弁の下流側を連通す
る第二エア供給通路と、前記第一及び第二エア供給通路
の一方だけが連通状態となるように他方を閉鎖する閉鎖
手段と、機関状態により燃料の微粒化を実行させる時は
前記第一エア供給通路だけが連通状態となるように、ま
た機関状態により燃料の微粒化を停止させる時は前記第
二エア供給通路だけが連通状態となるように前記閉鎖手
段を制御する第一制御手段、とを有することを特徴とす
る。

【０００７】また、本発明による第二の内燃機関の燃料
噴射装置は、燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁から噴射さ
れる燃料を微粒化させるためのエアアシスト装置とを具
備し、前記エアアシスト装置が、エア供給源と、前記エ
ア供給源及び前記燃料噴射弁の噴口近傍を連通する第一
エア供給通路と、前記第一エア供給通路に設けられ、そ
れを開閉可能なエア供給時期制御弁と、エア供給時期と
燃料噴射時期とが、機関状態により燃料の微粒化を実行
させる時は同期するように、また機関状態により燃料の
微粒化を停止させる時は同期しないように前記エア供給
時期制御弁及び／又は前記燃料噴射弁を制御する第二制
御手段、とを有することを特徴とする。

【０００８】また、本発明による第三の内燃機関の燃料
噴射装置は、前記第一の内燃機関の燃料噴射装置におい
て、前記第一エア供給通路及び第二エア供給通路は、機
関状態によって制御されるエア量調整弁を介し、前記エ
ア供給源として吸気通路のスロットル弁上流側に接続さ
れていることを特徴とする。

【０００９】

【作用】前述の第一の燃料噴射装置は、機関状態により
燃料の微粒化を実行させる時には、第一制御手段が第一
エア供給通路だけが連通状態となるように閉鎖手段を制
御し、エアが第一エア供給通路を通り吸気通路の燃料噴
射弁の噴口近傍に供給され、機関状態により燃料の微粒
化を停止させる時には、第一制御手段が第二エア供給通
路だけが連通状態となるように閉鎖手段を制御し、エア
が第二エア供給通路を通り吸気通路の燃料噴射弁の噴口
近傍を除くスロットル弁の下流側に供給される。

【００１０】また、前述の第二の燃料噴射装置は、第二
制御手段が、機関状態により燃料の微粒化を実行させる
時にエア供給時期と燃料噴射時期とが同期するように、
また機関状態により燃料の微粒化を停止させる時にエア
供給時期と燃料噴射時期とが同期しないようにエア供給
時期制御弁及び／又は燃料噴射弁を制御する。

【００１１】また、前述の第三の燃料噴射装置は、吸気
通路のスロットル弁下流の負圧を利用するエア供給が第
一の燃料噴射装置と同様に行われ、さらに、エア量調整
弁が機関状態によってエア供給量を制御する。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明による燃料噴射装置の第一実
施例を示す概略図である。同図において、１は燃焼室へ
燃料を供給するための燃料噴射弁、２は吸気弁３を介し
て燃焼室とエアクリーナ４とを連通する吸気通路であ
る。吸気通路２には、スロットル弁５が設けられ、スロ
ットル弁５の上流側には吸入空気量を測定するエアフロ
ーメータ６が配置されている。

【００１３】図２は、燃料噴射弁１の拡大断面図であ
る。同図に示すように、燃料噴射弁１は、ケース７に挿
入されて吸気通路外壁２ａに固定されている。ケース７
には、燃料噴射弁１の二つの噴口１ａから吸気通路へ通
じる二つの通路７ａ，７ｂが形成され、これらの通路７
ａ，７ｂは、それぞれ吸気通路外壁２ａのケース７回り
に形成されたリング状空間２ｃとエア噴射通路７ｃ，７
ｄによって連通されている。二つのエア噴射通路７ｃ，
７ｄは、噴射された空気が通路７ａ，７ｂを通り滑らか
に燃焼室方向に流れるように斜めに形成されている。

【００１４】リング状空間２ｃは、第一エア通路９を介
して切換電磁弁８の一方の下流側に接続され、切換電磁
弁８の他方の下流側は、第二エア通路１０を介して吸気
通路２のスロットル弁５の下流側に接続されている。第
二エア通路１０には、燃料噴射弁１のケース７に設けら
れたエア噴射通路７ｃ，７ｄと同程度の絞りが形成され
ている。切換電磁弁８の上流側は、第一ダクト１１を介
してアイドル回転数制御弁１２の第一圧力室１２ａに接
続されている。

【００１５】図３は、アイドル回転数制御弁１２の拡大
断面図である。同図に示すように、アイドル回転数制御
弁１２は、切換電磁弁８の上流側に接続された第一圧力
室１２ａと、第二ダクト１３を介して吸気通路２のスロ
ットル弁５の上流側に接続された第二圧力室１２ｂとを
有し、第一圧力室１２ａと第二圧力室１２ｂとは、互い
に第一弁１２ｃを介して連通している。また第二圧力室
１２ｂは、第二弁１２ｄを介して吸気通路２のスロット
ル弁５の下流側と連通している。

【００１６】第一弁１２ｃ及び第二弁１２ｄは、アイド
ル回転数制御弁１２のハウジングに対して回転不能であ
るが軸方向に移動可能な弁軸１２ｅ上に設けられ、弁軸
１２ｅの内部ネジとステップモータ１２ｆの回転軸に形
成された外部ネジとが、螺合している。それにより、ス
テップモータ１２ｆを駆動することによって、第一弁１
２ｃ及び第二弁１２ｄは、弁軸１２ｅと共に上下動す
る。

【００１７】弁軸１２ｅが最下位置にある時、第一弁１
２ｃは両圧力室１２ａ，１２ｂの間の第一連通口１２ｇ
を最小に開放し、第二弁１２ｄは第二圧力室と吸気通路
２の間の第二連通口１２ｈを閉鎖する。弁軸１２ｅが上
昇にすると、第二連通口１２ｈは、第二弁１２ｄのスト
レート部１２ｄ′によって閉鎖されたままであるが、第
一連通口１２ｇは、第一弁１２ｃのテーパ部１２ｃ″に
よって徐々に大きく開放される。第一弁１２ｃのストレ
ート部１２ｃ′が、第一連通口１２ｇに達した時点で第
一連通口１２ｇは、最大に開放され、この時第二弁１２
ｄのテーパ部１２ｄ″が徐々に第二連通口１２ｈを開放
し始める。

【００１８】吸気通路２のスロットル弁５の下流側に
は、吸気行程により負圧が生じるために、吸気行程の間
はアイドル回転数制御弁１２を介してスロットル弁５の
上流側から下流側へのエアの供給が行われる。弁軸１２
ｅのリフト量に対するエア供給量のグラフを図４に示
す。同図において、Ａは第一連通口１２ｇを介し第一ダ
クト１１を通り供給されるエア量であり、Ｂは第二連通
口１２ｈを介して供給されるエア量である。点線は両者
の合計を示す。スロットル弁５の開度は、弁軸１２ｅが
最下位置であっても一定量のエアが第一ダクト１１を通
り供給されることを考慮して設定されている。

【００１９】アイドル回転数制御は、例えば機関暖機以
前のアイドル時において、アイドル回転数制御弁１２を
介して供給するエア量を増加させることにより、この時
のアイドル回転数を高め、安定した燃焼及び早期暖機を
実現するものである。このエア量を決定する弁軸１２ｅ
のリフト量は、例えば機関温度によって制御される。

【００２０】本実施例の燃料噴射装置は、図５に示すフ
ローチャートに従って切換電磁弁８を制御する。まず、
ステップ１０１において、冷却水温センサ（図示せず）
及び吸気温センサ（図示せず）から現在の冷却水温度及
び現在の吸気温度を検出する。次に、ステップ１０２に
おいて、両温度とスタータスイッチからの信号を基に機
関高温時の再始動モードであるかどうかが判断される。
この判断が肯定されれば、ステップ１０３に進み、切換
電磁弁８は、第一ダクト１１と第一エア通路９とを連通
させる。また、ステップ１０２の判断が否定されれば、
ステップ１０４に進み、切換電磁弁８は、第一ダクト１
１と第二エア通路１０とを連通させる。

【００２１】それにより、機関高温時の再始動モードで
ない場合は、エアが第一ダクト１１及び第一エア通路を
通り燃料噴射弁１の噴口１ａ近傍に供給され、噴口１ａ
から噴射される燃料を良好に微粒化することができる。
また、機関高温時の再始動モードである場合は、燃料噴
射弁１への燃料供給通路内に燃料のベーパが形成されて
いることがあるが、この時エアが燃料噴射弁１の噴口１
ａ近傍に供給されることはなく、噴口１ａ近傍の負圧が
維持されて燃料が噴射されやすくなるために、ベーパに
よる燃料供給不足を防止することができる。

【００２２】また、この時エアは第一ダクト１１及び第
二エア通路１０を通り吸気通路２のスロットル弁５の下
流側に供給されるために、吸気不足となって始動性が悪
化することは防止され、さらに、この時供給されるエア
量は、第二エア通路１０に設けられた絞りによって燃料
噴射弁１の噴口近傍に供給されるはずの量とほぼ等しく
することができる。

【００２３】本実施例は、このように、通常必要とされ
るアイドル回転数制御装置を利用することで、比較的簡
単にエアアシスト装置を構成することができ、さらにア
イドル回転数制御の際に、燃料噴射弁１の噴口１ａ近傍
に供給可能なエアが所定量まで増加されるために、燃料
の微粒化実行時におけるその程度を向上させることがで
きる。また、第二エア通路１０を省略して切換電磁弁８
の代わりに閉鎖弁を設け、燃料の微粒化停止時に、この
閉鎖弁により第一エア通路を閉鎖すると共に、アイドル
回転数制御弁１２の第二弁１２ｄにより第二連通口１２
ｈを開放して必要量のエアをスロットル弁５の下流側に
供給することも可能であるが、アイドル回転数制御弁１
２の作動回数が増加するために、その寿命が早まる問題
を生じる。従って、切換電磁弁８の上流の第一及び第二
ダクトの間にアイドル回転数制御弁１２を設ければ、切
換電磁弁８の作動の前後においてアイドル回転数制御弁
１２を作動させることがなく、その寿命が長くなる。

【００２４】図６は、本発明による燃料噴射装置の第二
実施例を示す概略図である。第一実施例との違いについ
てのみ以下に説明する。本構造は、第一実施例における
切換電磁弁８、第二エア通路１０、アイドル回転数制御
弁１２、第一ダクト１１、及び第二ダクト１３が省略さ
れ、第一エア通路９が吸気通路２のスロットル弁５の上
流側に直接接続されている。

【００２５】さらに、第一エア通路９には、それを開閉
可能なエア供給時期制御弁１４が設けられ、その上流に
はエアポンプ１５が設置されている。エアポンプ１５
は、スロットル弁５の開度が大きくなりその下流側の負
圧が小さくなった時においても一定量のエアを供給可能
とするものである。エア供給時期制御弁１４の開閉制御
及び燃料噴射弁１の燃料噴射時期制御は、図７に示すタ
イムチャートのように行われる。

【００２６】機関高温時の再始動モードでない通常モー
ドの場合は、上側のタイムチャートに示すように、吸気
弁が開くと同時にエア供給時期制御弁１４が開き、エア
が燃料噴射弁１の噴口１ａ近傍に供給され、それに同期
して燃料噴射弁１の燃料噴射が実行される。それによ
り、燃料の微粒化が実現される。

【００２７】また、機関高温時の再始動モードの場合
は、下側のタイムチャートに示すように、吸気弁が開く
と同時にエア供給時期制御弁１４が開き、エアが燃料噴
射弁１の噴口１ａ近傍に供給されるが、それ以前に燃料
噴射弁１の燃料噴射は終了しており、燃料噴射時には燃
料噴射弁１の噴口１ａ近傍の負圧が維持され、第一実施
例と同様な効果を得ることができる。

【００２８】本実施例において、機関高温時の再始動モ
ードの時、燃料噴射時期を一定としてエア供給時期を吸
気弁が開いている間において遅らせても、同様な効果が
得られることは明らかである。またこの時、燃料噴射時
期が最初となるように両方の時期を変えることも可能で
ある。

【００２９】第一実施例において、アイドル回転数制御
弁を省略することも可能であり、また機関高負荷時にも
エアアシストを実行するために、第二実施例と同様にエ
アポンプを設けることも可能である。もちろん機関高負
荷時のエアアシストを断念すれば、第二実施例において
エアプンプを省略することができる。機関高温時の再始
動以外の機関状態でも、燃料噴射弁の噴口近傍にエアを
供給したくない時には、本発明を応用できる。

【００３０】

【発明の効果】このように、本発明による燃料噴射装置
によれば、通常時に燃料噴射弁の噴口近傍に供給されて
いたエアを、所定の機関状態の時に、吸気通路のスロッ
トル弁下流の他の位置に供給することで、燃料噴射弁の
噴口近傍における負圧が維持され、燃料が噴射されやす
くなってベーパによる燃料供給不足は解決される共にそ
の分の吸気が不足するは防止される。また、通常時に燃
料噴射弁の噴口近傍に燃料噴射と同期して供給されてい
たエアを、所定の機関状態の時に、同期しないように供
給することでも、同様に燃料噴射弁の噴口近傍における
負圧が維持され、燃料が噴射されやすくなってベーパに
よる燃料供給不足は解決される共にその分の吸気が不足
するは防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による内燃機関の燃料噴射装置の第一実
施例を示す概略図である。

【図２】図１のＰ部詳細図である

【図３】アイドル回転数制御弁の拡大断面図である

【図４】アイドル回転数制御弁の弁軸のリフト量に対す
るエア供給量を示すグラフである。

【図５】切換電磁弁の制御フローチャートである。

【図６】本発明による内燃機関の燃料噴射装置の第二実
施例を示す概略図である。

【図７】エア供給時期制御弁の開閉制御及び燃料噴射弁
の燃料噴射時期を表すタイムチャートである。

【符号の説明】

１…燃料噴射弁 ２…吸気通路 ５…スロットル弁 ８…切換電磁弁 ９…第一エア通路 １０…第二エア通路 １１…第一ダクト １２…アイドル回転数制御弁 １３…第二ダクト １４…エア供給時期制御弁 １５…エアポンプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁から噴射
   される燃料を微粒化させるためのエアアシスト装置とを
   具備し、前記エアアシスト装置が、エア供給源と、前記
   エア供給源及び前記燃料噴射弁の噴口近傍を連通する第
   一エア供給通路と、前記エア供給源及び吸気通路の前記
   噴口近傍を除くスロットル弁の下流側を連通する第二エ
   ア供給通路と、前記第一及び第二エア供給通路の一方だ
   けが連通状態となるように他方を閉鎖する閉鎖手段と、
   機関状態により燃料の微粒化を実行させる時は前記第一
   エア供給通路だけが連通状態となるように、また機関状
   態により燃料の微粒化を停止させる時は前記第二エア供
   給通路だけが連通状態となるように前記閉鎖手段を制御
   する第一制御手段、とを有することを特徴とする内燃機
   関の燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁から噴射
   される燃料を微粒化させるためのエアアシスト装置とを
   具備し、前記エアアシスト装置が、エア供給源と、前記
   エア供給源及び前記燃料噴射弁の噴口近傍を連通する第
   一エア供給通路と、前記第一エア供給通路に設けられ、
   それを開閉可能なエア供給時期制御弁と、エア供給時期
   と燃料噴射時期とが、機関状態により燃料の微粒化を実
   行させる時は同期するように、また機関状態により燃料
   の微粒化を停止させる時は同期しないように前記エア供
   給時期制御弁及び／又は前記燃料噴射弁を制御する第二
   制御手段、とを有することを特徴とする内燃機関の燃料
   噴射装置。
3. 【請求項３】 前記第一エア供給通路及び第二エア供給
   通路は、機関状態によって制御されるエア量調整弁を介
   し、前記エア供給源として吸気通路のスロットル弁上流
   側に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の
   内燃機関の燃料噴射装置。