JPH0819869B2 - 内燃機関の燃料制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、アイドル状態で運転される場合に有効な内
燃機関の燃料制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、内燃機関の排気浄化率および燃料消費率の
向上を目的として、該内燃機関の運転状態に応じて算出
した量の燃料を電磁式燃料噴射弁から該内燃機関の吸気
系に噴射するもの（所謂、電子制御式燃料噴射装置）が
知られている。このように、燃料を噴射して内燃機関に
供給する構成を採用した場合には、噴射された燃料を微
粒化して液体燃料の気化を促進し、燃料を充分霧化させ
ないと好適な混合気が得られず、内燃機関の燃焼状態も
悪化し、排気中の有害成分の排出量も増加してしまう。
そこで、吸入空気の一部を電磁式燃料噴射弁の噴口近傍
に送給し、所定の流速を有する吸入空気の運動エネルギ
を利用して上記電磁式燃料噴射弁の噴口から噴射される
燃料液滴の微粒化を行なう技術（所謂アシストエア方
式）が開発されている。このような技術は、例えば、第
８図に示すような装置に採用されている。すなわち、内
燃機関の燃料制御装置J1は、該内燃機関のスロットルバ
ルブJ2を迂回するエアアシスト管路J3を介して、スロッ
トルバルブJ2の上流側から吸入空気の一部をアシストエ
アとして導入し、該吸入空気の一部（アシストエア）を
電磁式燃料噴射弁J4の近傍に送給するよう構成されてい
る。

しかし、上記のような目的を達成するために必要なア
シストエア流量ｑは内燃機関の運転状態に応じて変化す
る。すなわち第９図に実線で示すように、内燃機関が暖
機中のアイドル運転状態にあるときは、アシストエア流
量ｑ［m³/h］の変化に伴い排気中の有害成分の一つであ
る未燃炭化水素（HC）排出量［g/Km］は大きく変化し、
しかも、アシストエア流量ｑを流量q1より多量に設定し
ないと排気中の未燃炭化水素（HC）排出量を未燃炭化水
素（HC）排出量許容値（同図に一点鎖線で示す。）未満
に抑制できない。一方、同図に破線で示すように、暖機
完了後のアイドル運転状態にあるときは、アシストエア
流量ｑの変化に伴う排気中の未燃炭化水素（HC）排出量
の変化は少なく、しかも、アシストエア流量ｑを値０に
設定（アシストエアの供給を中止。）しても排気中の未
燃炭化水素（HC）排出量を未燃炭化水素（HC）排出量許
容値未満に低減できる。そこで、上述のような内燃機関
の運転状態と該運転状態に適合するアシストエア流量と
の関係に着目し、例えば、第10図に示すような装置も考
案されている。すなわち、内燃機関の燃料制御装置J11
は、スロットルバルブJ12の上流側から吸入空気の一部
をアシストエアとして導入し、電磁式燃料噴射弁J13の
近傍に送給するに際し、上記スロットルバルブJ12を迂
回するエアアシスト管路J14に流量制御可能なエア制御
弁J15（同図に実線で示す。）、あるいは、アシストエ
アを圧送可能なエアポンプJ16（同図に破線で示す。）
を介挿し、ディジタル制御回路J17が内燃機関の運転状
態に応じて、上記エア制御弁J15の開度制御、あるい
は、エアポンプJ16の駆動制御を行なうよう構成されて
いる。このような技術は、例えば、「２吸気式内燃機関
の燃料噴射装置」（特開昭58−192958号公報）等に提案
されている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記従来の技術は、内燃機関の運転状態に
応じてアシストエアの流量制御を行なうことにより、低
温になる程アシストエア流量を多くして機関冷間時に燃
料の微粒化を向上すると共に、内燃機関のアイドル運転
時にはアイドル回転速度制御も併せて行なうよう構成さ
れていた。しかし、既述したように排気中に含まれる未
燃炭化水素（HC）排出量低減のためには、暖機中のアイ
ドル運転状態では比較的多量のアシストエア流量ｑが必
要となるが、暖機完了後のアイドル運転状態ではアシス
トエアの供給は必ずしも必要ではない（第９図参照）。
ちなみに、暖機完了後にアイドル運転状態を維持するた
めに必要な吸入空気量、すなわち、全閉状態にあるスロ
ットルバルブを迂回させて流す必要のある空気量は、第
９図に示す流量q2（二点鎖線で示す。）程度で充分であ
る。しかし、このような運転状態であっても、燃料液滴
を充分に微粒化しようとするとアシストエア流量ｑは比
較的多量になる。ところが、上記従来の技術では、暖機
完了後のアイドル運転状態でも、エア制御弁の開度制御
によりアシストエアを供給すると共に、アイドル回転速
度制御も併せて実行していたため、安定したアイドル運
転状態の維持に必要な吸入空気量を上回る量の空気を吸
入する制御が行われていた。したがって、暖機完了後の
アイドル運転状態において、必要以上に多量の空気が供
給されていたため、アイドル回転速度の上昇を招き、ア
イドル回転速度を適正な目標アイドル回転速度（例え
ば、700〜750［r.p.m.］程度）に制御できないという問
題点があった。このことは、暖機完了後のアイドル運転
状態に移行したときに、アイドル回転速度が充分に低下
しないので（暖機中のアイドル回転速度は、例えば、上
限値で2000［r.p.m.］程度であるが、暖機完了後のアイ
ドル回転速度は、例えば、550〜900［r.p.m.］程度）、
運転者に違和感を与える主要因となっていた。

また、アイドル運転状態時の吸入空気量の増加に起因
するアイドル回転速度の上昇に伴って必要以上の燃料を
供給しなくてはならなくなり、アイドル運転状態におけ
る燃料消費率が悪化するという問題もあった。このよう
な不具合点は、例えば、車両用内燃機関のようにアイド
ル運転状態で頻繁に使用される内燃機関において、特に
顕著に現れた。

さらに、エアアシスト管路に介挿されたエア制御弁
は、アシストエアの流量制御に加えて、アイドル回転速
度制御も行なうため、外部から伝達されるパルスレート
駆動信号にしたがって回動するステッピングモータ、も
しくは、外部から印加されるデューティ比制御信号に応
じて作動するリニアソレノイド等を備えた構成の複雑な
電磁式流量制御弁を使用する必要があった。しかし、エ
アアシスト管路は電磁式燃料噴射弁の近傍にその一端部
を開口しているため、燃料成分を含有した混合気の逆流
によりエア制御弁のバルブとバルブシートとの間に燃料
成分や吸入空気中の粉塵等が付着し易く、しかも、温度
・振動等に関して劣悪な環境条件下で使用されるため、
流量制御の制御精度およびエア制御弁の耐久性の悪化を
招く恐れもあり、特にアイドル回転速度制御の信頼性が
低下するという問題点もあった。

本発明は、暖機中のアイドル運転状態における排気浄
化率の向上と、暖機完了後のアイドル運転状態における
燃料消費率の改善とを両立可能な内燃機関の燃料制御装
置の提供を目的とする。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するためになされた本発明は、第１
図に例示するように、 内燃機関M1の吸気系に配設され、該吸気系を流れる吸
入空気の一部をスロットルバルブを迂回して流通させる
迂回路M2と、 該迂回路M2に介挿されたアイドルスピードコントロー
ルバルブM3と、 上記内燃機関M1の運転状態を検出する運転状態検出手
段M4と、 該運転状態検出手段M4の検出した運転状態に応じた量
の燃料を上記内燃機関M1の吸気系に噴射する燃料噴射手
段M5と、 上記運転状態検出手段M4の検出した運転状態に基づい
て、上記内燃機関M1がアイドル運転状態である場合に、
上記内燃機関M1の回転速度が目標回転速度となるように
上記アイドルスピードコントロールバルブM3を制御する
アイドル回転速度制御手段M6と、 を具備した内燃機関の燃料制御装置において、 さらに、上記迂回路M2とは別に設けられると共に、上
記内燃機関M1の吸気系を流れる吸入空気の一部を該吸気
系の上記燃料噴射手段M5の上流側から導入し、該導入し
た吸入空気を上記燃料噴射手段M5の噴射部分近傍に供給
する管路M7と、 該管路M7に介挿され、外部からの指令に従って、該管
路M7を上記アイドルスピードコントロールバルブM3とは
独立して連通、もしくは、遮断する開閉手段M8と、 上記運転状態検出手段M4の検出した運転状態に基づい
て、上記内燃機関M1が暖機中のアイドル運転状態にある
か、あるいは、暖機完了後のアイドル運転状態にあるか
を判定する判定手段M9と、 該判定手段M9により上記内燃機関M1が暖機中のアイド
ル運転状態にあると判定されたときは、上記開閉手段M8
に上記管路M7を連通させる指令を出力し、上記判定手段
M9により上記内燃機関M14が暖機完了後のアイドル運転
状態にあると判定されたときは、上記開閉手段M8に上記
管路M7を遮断させる指令を出力する開閉制御手段M10
と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料制御装置を要
旨とするものである。

迂回路M2とは、内燃機関M1の吸気系に配設され、該吸
気系を流れる吸入空気の一部をスロットルバルブを迂回
して流通させるものである。そして、この迂回路M2に
は、内燃機関M1のアイドル回転速度を制御するための周
知のアイドルスピードコントロールバルブ（ISCV）M3が
介挿されている。

運転状態検出手段M4とは、内燃機関M1の運転状態を検
出するものである。例えば、スロットルバルブの全閉状
態を検出するアイドルスイッチ、上記内燃機関M1の冷却
水温度を測定する水温センサ、該内燃機関M1の回転速度
を検出する回転角センサ、該内燃機関M1の吸入空気量を
検出するエアフロメータ、もしくは、該内燃機関M1の吸
気圧力を検出する吸気圧センサ等により実現できる。ま
た、例えば、上記各センサ、あるいは、スイッチに加え
て、スロットルバルブの開度を検出するスロットルポジ
ションセンサ、吸気温度を測定する吸気温センサ、排気
中の残存酸素濃度を検出する酸素濃度センサおよび排気
温度を測定する排気温センサ等から構成してもよい。

燃料噴射手段M5とは、運転状態検出手段M4の検出した
運転状態に応じた量の燃料を内燃機関M1の吸気系に噴射
するものである。例えば、内燃機関M1の吸入空気量およ
び回転速度に応じて基本量を求め、さらに、該基本量を
冷却水温度、吸気温度、残存酸素濃度等のパラメータに
より補正して算出した量の燃料を該内燃機関M1の各気筒
のインテーク マニホルドに配設された電磁式燃料噴射
弁（フューエルインジェクタ）から噴射するよう構成で
きる。

アイドル回転速度制御手段M6とは、運転状態検出手段
M4の検出した運転状態に基づいて、内燃機関M1がアイド
ル運転状態である場合に、内燃機関M1の回転速度が目標
回転速度となるように、アイドルスピードコントロール
バルブM3を制御するものである。

管路M7とは、内燃機関M1の吸気系を流れる吸入空気の
一部を該吸気系の燃料噴射手段M5の上流側から導入し、
該導入した吸入空気を該燃料噴射手段M5の噴射部分近傍
に供給するものである。例えば、上記内燃機関M1のスロ
ットルバルブの上流側から吸入空気の一部を導入し、イ
ンテーク マニホルドに配設された電磁式燃料噴射弁の
近傍に送給するパイプ、もしくは、ホースにより実現で
きる。また、ISCVを備えたバイパス通路におけるバルブ
の設けられている位置よりも上流側の位置から分岐し
て、上記電磁式燃料噴射弁の近傍に吸入空気の一部を供
給する通路により構成してもよい。さらに、例えば、上
記内燃機関M1のスロットルバルブの下流側からエアポン
プ等を使用して吸入空気の一部を吸入し、インテーク
マニホルドに配設された電磁式燃料噴射弁の近傍に圧送
するパイプにより実現できる。

開閉手段M8とは、管路M7に介挿され、外部からの指令
に従って、該管路M7を連通、もしくは、遮断するもので
ある。例えば、外部からの通電により、開状態と閉状態
との２種類の状態に切り替わる２ポート２位置電磁弁に
より実現できる。

判定手段M9とは、運転状態検出手段M4の検出した運転
状態に基づいて、内燃機関M1が暖機中のアイドル運転状
態にあるか、あるいは、暖機完了後のアイドル運転状態
にあるかを判定するものである。例えば、アイドルスイ
ッチ信号がハイレベル（ON）であり、かつ、冷却水温度
が所定温度未満であるときは、暖機中のアイドル運転状
態であると判定し、一方、アイドルスイッチ信号がハイ
レベル（ON）であり、かつ、冷却水温度が所定温度以上
であるときは、暖機完了後のアイドル運転状態にあると
判定するよう構成できる。

開閉制御手段M10とは、判定手段M9により内燃機関M1
が暖機中のアイドル運転状態にあると判定されたとき
は、開閉手段M8に管路M7を連通させる指令を出力し、ま
た、判定手段M9により内燃機関M1が暖機完了後のアイド
ル運転状態にあると判定されたときは、開閉手段M8に管
路M7を遮断させる指令を出力するものである。例えば、
暖機中のアイドル運転状態にあると判定されたときは開
閉手段M8である電磁弁に通電し、一方、暖機完了後のア
イドル運転状態にあると判定されたときは電磁弁への通
電を停止するよう構成できる。

上記アイドル回転速度制御手段M6、判定手段M9、及び
開閉制御手段M10は、例えば、各々独立したディスクリ
ートな論理回路により実現できる。また、例えば、周知
のCPU,ROM、RAMおよびその他の周辺回路素子と共に論理
演算回路として構成され、予め定められた処理手順に従
って上記各手段を実現するものであってもよい。

［作用］ 本発明の内燃機関の燃料制御装置において、内燃機関
M1の吸気系には、その吸気系を流れる吸入吸気の一部を
スロットルバルブを迂回して流通させる迂回路M2が配設
されており、迂回路M2には、アイドルスピードコントロ
ールバルブM3が介挿されている。

そして運転状態検出手段M4が、内燃機関M1の運転状態
を検出すると共に、燃料噴射手段M5が、運転状態検出手
段M4の検出した運転状態に応じた量の燃料を内燃機関M1
の吸気系に噴射し、アイドル回転速度制御手段M6が、運
転状態検出手段M4の検出した運転状態に基づいて、内燃
機関M1がアイドル運転状態である場合に、内燃機関M1の
回転速度が目標回転速度となるようにアイドルスピード
コントロールバルブM3を制御する。

ここで特に、本発明の内燃機関の燃料制御装置におい
ては、内燃機関M1の吸気系を流れる吸入空気の一部を該
吸気系の上記燃料噴射手段M5の上流側から導入して、そ
の導入した吸入空気を燃料噴射手段M5の噴射部分近傍に
供給する管路M7が、アイドルスピードコントロールバル
ブM3の介挿された迂回路M2とは別に設けられている。そ
して、その管路M7には、外部からの指令に従って、管路
M7をアイドルスピードコントロールバルブM3とは独立し
て連通、もしくは、遮断する開閉手段M8が介挿されてい
る。

そして更に、判定手段M9が運転状態検出手段M4の検出
した運転状態に基づいて、内燃機関M1が暖機中のアイド
ル運転状態にあるか、あるいは、暖機完了後のアイドル
運転状態にあるかを判定し、開閉制御手段M10が、判定
手段M9により内燃機関M1が暖機中のアイドル運転状態に
あると判定されたときは、開閉手段M8に管路M7を連通さ
せる指令を出力し、また、判定手段M9により内燃機関M1
が暖機完了後のアイドル運転状態にあると判定されたと
きは、開閉手段M8に管路M7を遮断させる指令を出力す
る。

つまり、本発明の内燃機関の燃料制御装置では、内燃
機関M1が暖機完了後のアイドル運転状態にあるときに
は、燃料噴射手段M5の噴射部分近傍にアシストエアを供
給しなくても排気中の未燃炭化水素（HC）を所定許容値
未満に抑制できることに着目して、内燃機関M1のアイド
ル回転速度を制御するための迂回路M2及びアイドルスピ
ードコントロールバルブM3とは全く独立して、管路M7と
その管路M7を連通・遮断する開閉手段M8を設けると共
に、内燃機関M1が暖機中のアイドル運転状態にあるとき
には、管路M7を連通させて、内燃機関M1の吸気系に流れ
る吸入空気の一部を燃料噴射手段M5の噴射部分近傍に供
給するエアアシストを行い、逆に、内燃機関M1が暖機完
了後のアイドル運転状態にあるときには、管路M7を遮断
して、エアアシストを停止するようにしている。

従って、本発明の内燃機関の燃料制御装置によれば、
内燃機関M1が暖機中のアイドル運転状態にあるときに
は、管路M7が連通されて、燃料噴射手段M5の噴射する燃
料液滴の微粒化（霧化）が促進されることにより排気浄
化率が向上すると共に、暖機完了後のアイドル運転状態
にあるときには、管路が遮断されて、吸入空気量が減少
することによりアイドル回転速度を低下させることがで
き、これにより、暖機中のアイドル運転時における排気
浄化率の向上と、暖機完了後のアイドル運転時における
燃料消費率の改善とが両立できる。

しかも、管路M7に介挿される開閉手段M8は、管路M7を
外部からの指令によって開閉する機能を備えるだけでよ
く、更に流量制御（開弁量制御）のような複雑な制御を
行う必要がないため、上記効果を簡単な装置構成及び制
御によって実現することができ、延いては、装置の信頼
性及び耐久性を向上させることができる。

以上のように本発明の各構成要素が作用することによ
り、本発明の技術的課題が解決される。

［実施例］ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。本発明の一実施例であるエンジンの燃料制御装
置のシステム構成を第２図に示す。

同図に示すように、エンジンの燃料制御装置１は、エ
ンジン２、エアアシスト装置３およびこれらを制御する
電子制御装置（以下、単にECUと呼ぶ。）４から構成さ
れている。

エンジン２は、シリンダ５、ピストン６およびシリン
ダヘッド７から燃焼室８を形成し、該燃焼室８には点火
プラグ９が配設されている。

該エンジン２の吸気系は、上記燃焼室８と吸気バルブ
10を介して連通する吸気ポート11、吸気管12、吸入空気
の脈動を吸収するサージタンク13、吸入空気量を調節す
るスロットルバルブ14およびエアクリーナ15から構成さ
れ、さらに、上記吸気管12は、上記スロットルバルブ14
を迂回するバイパス通路16を備え、しかも、該バイパス
路16にはアイドルスピードコントロールバルブ（以下、
単にISCVと呼ぶ。）17が介装されている。

上記エンジン２の排気系は、上記燃焼室８と排気バル
ブ18を介して連通する排気ポート19、排気管20および触
媒コンバータ21から構成されている。

上記エンジン２の点火系は、点火に必要な高電圧を出
力するイグナイタ22および図示しないクランク軸に連動
して上記イグナイタ22で発生した高電圧を点火プラグに
分配供給するディストリビュータ23より構成されてい
る。

上記エンジン２の燃料系統は、燃料を貯蔵するための
フューエルタンク24、該燃料を圧送するフューエルポン
プ25、圧送された燃料を上記吸気ポート11に噴射する電
磁式燃料噴射弁（フューエルインジェクタ）26から構成
されている。

上記エアアシスト装置３は、上述した吸気管12のスロ
ットルバルブ14の上流側から吸入空気の一部を導入し、
該吸入空気の一部を、燃料の微粒化を促進するために、
上記電磁式燃料噴射弁26の燃料噴孔部近傍に送給するエ
アアシスト管路27および該エアアシスト管路27に介挿さ
れ、上記ECU4の制御にしたがって開閉することにより該
エアアシスト管路27を連通・遮断する２ポート２位置電
磁弁であるエア制御弁28から構成されている。該エアア
シスト装置３は、エンジン２が暖機中のアイドル運転状
態にあるときには、ECU4の制御信号に応じてエア制御弁
28を開状態にする。すると、上記エアアシスト管路27は
連通する。このとき、上記スロットルバルブ14の下流側
の吸気管圧力は負圧であり、一方、該スロットルバルブ
14の上流側の吸気管圧力は大気圧に近い正圧であるた
め、その圧力差に応じた量のアシストエアが上記エアア
シスト管路27を流れて上記電磁式燃料噴射弁26の燃料噴
孔部近傍に供給され、噴射された燃料液滴の微粒化が促
進される。一方、エンジン２が暖機完了後のアイドル運
転状態にあるときには、ECU4の制御信号に応じてエア制
御弁28は閉状態になる。すると、上記エアアシスト管路
27は遮断され、アシストエアの供給は中止される。

エンジンの燃料制御装置１は検出器として、上述した
吸気管12のスロットルバルブ14上流側に設けられて吸入
空気量を計測するエアフロメータ31、該エアフロメータ
31内部に設けられて吸入空気温度を測定する吸気温セン
サ32、上記スロットルバルブ14に連動して該スロットル
バルブ14の開度を検出するスロットルポジションセンサ
33、上記スロットルバルブ14の全閉状態を検出するアイ
ドルスイッチ34、シリンダブロック5aの冷却系統に配設
されて冷却水温度を検出する水温センサ35、排気管20内
に設けられて排気中の残存酸素濃度を検出する酸素濃度
センサ36、上述したディストリビュータ23のカムシャフ
トの1/24回転毎に、すなわち、クランク角０゜から30゜
の整数倍毎に回転角信号を出力する回転速度センサを兼
ねた回転角センサ37を備えている。

上記各センサおよびスイッチの検出信号はECU4に入力
され、該ECU4はエンジン２およびエアアシスト装置３を
制御する。ECU4は、CPU4a、ROM4b,RAM4cを中心に論理演
算回路として構成され、コモンバス4dを介して入出力部
4eに接続されて外部との入出力を行なう。

次に、上記エアアシスト装置３のうち上記電磁式燃料
噴射弁26の燃料噴孔部近傍の構造を第３図に基づいて説
明する。同図に示すように電磁式燃料噴射弁26の燃料噴
孔部近傍は、電磁式燃料噴射弁26、エアアシスト管路27
およびエアアシストソケット41から構成されている。該
エアアシストソケット41には、エア噴孔部42および燃料
噴孔部43が穿設されている。

アシストエア供給時には、アシストエアは、エアアシ
スト管路27からエアアシストソケット41内部に入流し、
該エアアシストソケット41に穿設されたエア噴孔部42か
ら噴出して電磁式燃料噴射弁26より噴射された燃料液滴
に衝突し、該燃料液滴を微粒化する。その後、微粒化さ
れた燃料液滴は、燃料噴孔部43から上部吸気ポート11内
部に噴流として流出する。

次に、上記ECU4の実行するアイドル回転速度制御処理
を第４図に示すフローチャートに、エアアシスト制御処
理を第５図に示すフローチャートに各々基づいて説明す
る。

第４図に示すアイドル回転速度制御処理は、ECU4の起
動後、アイドルスイッチ34の出力するアイドルスイッチ
信号等により、エンジン２がアイドル運転状態にあると
判定された場合に開始される。また、ステップ100で
は、水温センサ35の検出した冷却水温度THWに応じて定
まる目標アイドル回転速度Nrを、予め定められてROM4b
内部に記憶されている演算式、あるいは、マップに基づ
いて算出する処理が行われる。続くステップ110では、
回転角センサ37の検出した回転速度Neを読み込む処理が
行われる。次にステップ120に進み、上記ステップ100で
算出した目標アイドル回転速度Nrから上記ステップ110
で読み込んだ回転速度Neを減算することにより、偏差Er
を算出する処理が行われる。続くステップ130では、上
記ステップ120で算出した偏差Erを小さくするようなISC
V制御信号のデューティ比を、予め定められてROM4b内部
に記憶されている演算式、あるいは、マップに基づいて
算出する処理が行われる。次にステップ140に進み、上
記ステップ130で算出したデューティ比制御信号をISCV1
7に出力する処理を行った後、一旦、本アイドル回転速
度制御処理を終了する。以後、本アイドル回転速度制御
処理は、上記開始条件が成立する毎に繰り返して実行さ
れる。

次に、エアアシスト制御処理を第５図に示すフローチ
ャートに基づいて説明する。本エアアシスト制御処理
は、ECU4の起動後、所定時間毎に割り込んで実行され
る。まず、ステップ200では、水温センサ35の検出した
冷却水温度THWおよび回転角センサ37の検出した回転速
度Neを読み込む処理が行われる。次にステップ210に進
み、アイドルスイッチ34の出力するアイドルスイッチ信
号がハイレベル（ON）であるか否かを判定し、肯定判断
されるとステップ220に、一方、否定判断されるとステ
ップ230に各々進む。エンジン２のスロットルバルブ14
が全閉状態にあるときに実行されるステップ220では、
上記ステップ200で読み込んだ冷却水温度THWが70［゜
Ｃ］未満であるか否かを判定し、肯定判断されるとステ
ップ230に、一方、否定判断されるとステップ250に各々
進む。エンジン２の暖機がいまだ不充分であるときに実
行されるステップ230では、上記ステップ200で読み込ん
だ回転速度Neが1000［r.p.m］を上回るか否かを判定
し、肯定判断されたときはステップ240に進み、一方、
否定判断されたときはステップ250に進む。

上記各ステップ210〜230の全てのステップにおいて肯
定判断されたとき、すなわち、エンジン２が暖機中のア
イドル運転状態にあるものとみなされた場合に実行され
るステップ240では、上記エア制御弁28を開く制御信号
を該エア制御弁28に出力する処理を行った後、一旦本エ
アアシスト制御処理を終了する。本ステップ240の処理
によりエアアシスト管路27は連通し、アシストエアが上
記電磁式燃料噴射弁26の燃料噴孔部43近傍に供給され、
該燃料噴孔部43より微粒化された燃料液滴が吸気ポート
11に噴射される。

一方、上記ステップ210で肯定判断され、上記ステッ
プ220では否定判断されたときに実行されるステップ250
では、エンジン２が暖機完了後のアイドル運転状態にあ
るものとみなし、上記エア制御弁28を閉じる制御信号を
該エア制御弁28に出力する処理を行った後、一旦本エア
アシスト制御処理を終了する。本ステップ250の処理に
よりエアアシスト管路27は遮断され、アシストエアが上
記電磁式燃料噴射弁26の燃料噴孔部43近傍に供給されな
くなる。

また、上記ステップ210で否定判断され、上記ステッ
プ230で肯定判断されたときは、既述したステップ240を
実行した後、一旦本エアアシスト制御処理を終了する。
このような場合には、上記ステップ210,230,240の各処
理により、エンジン２が高速回転状態、かつ、負荷運転
状態にあるときもアシストエアは供給されて燃料液滴の
微粒化が促進される。

さらに、上記両ステップ210、230で共に否定判断され
たときは、既述したステップ250を実行した後、一旦本
エアアシスト制御処理を終了する。このような場合に
は、上記ステップ210,230,250の各処理により、エンジ
ン２が低速回転状態、かつ、負荷運転状態にあるものと
してアシストエアが供給されなくなる。

以後、本エアアシスト制御処理は所定時間毎に割り込
んで、繰り返して実行される。

なお本実施例において、エンジン２が内燃機関M1に、
バイパス通路16が迂回路M2に、エアフロメータ31とアイ
ドルスイッチ34と水温センサ35と回転角センサ37とが運
転状態検出手段M4に、ECU4と電磁式燃料噴射弁26とが燃
料噴射手段M5に、エアアシスト管路27が管路M7に、エア
制御弁28が開閉手段M8に各々該当する。また、ECU4およ
び該ECU4の実行する処理のうちステップ（110〜140）が
アイドル回転速度制御手段M6として、ステップ（210,22
0,230）が判定手段M9として、ステップ（240,250）が開
閉制御手段M10として、各々機能する。

以上説明したように本実施例は、アイドルスイッチ信
号、冷却水温度THWおよびエンジン２の回転速度Neに基
づいて、該エンジン２が暖機中のアイドル運転状態にあ
ると判定されたときは、エア制御弁28を開状態にしてア
シストエアを供給し、一方、上記エンジン２が暖機完了
後のアイドル運転状態にあると判定されると、上記エア
制御弁28を閉状態にしてアシストエアの供給を中止する
よう構成されている。このため、エンジン２が暖機中の
アイドル運転状態にあるときは、アシストエアの利用に
より電磁式燃料噴射弁26から噴射される燃料液滴を充分
に微粒化してエンジン２の燃焼状態を良好に保って排気
中の有害成分である未燃炭化水素（HC）の排出量を低減
できると共に、暖機完了後のアイドル運転状態にあると
きは、アシストエアの供給中止により吸入空気量を少な
くしてアイドル回転速度を低下させて燃料消費率を向上
できる。

また、例えば、冷間始動時の暖機中のアイドル運転状
態では、一般に暖機増量を行なうが、このように燃料噴
射量が増加しても、アシストエアを利用して燃料液滴の
微粒化を行なうので、速やかに暖機を行うことができ
る。このような暖機過程の短縮は、排気浄化率および燃
料消費率の改善に関して極めて有効である。

さらに、暖機完了後のアイドル運転状態では、アシス
トエアの供給中止により吸入空気量を最小限に制限して
いるため排気の総量も減少するので、有害成分の排出量
も極めて少なくなる。

また、エア制御弁28は、エアアシスト管路27の連通・
遮断を行なう電磁式開閉弁（２ポート２位置電磁弁）で
済み、例えば、ISCV17のように流量制御を行なう必要が
ないため、その構造および制御が簡単になり部品点数も
減少するので、装置の信頼性および耐久性が高まる。

さらに、エンジン２の暖機完了後のアイドル運転状態
においては、エア制御弁28を閉じてエアアシスト管路27
を遮断するため、燃料成分や粉塵を含む混合気が逆流し
てもエア制御弁28に悪影響を与えないので、エアアシス
ト装置３の制御精度低下等の性能劣化を生じない。

また、既存の各種のエンジンにエアアシスト管路、エ
ア制御弁および該エア制御弁を開閉制御する機能を果た
す制御部を追加するだけで済むので、装置の汎用性も極
めて高い。

さらに、エンジン２がアイドル運転状態にない場合、
例えば、充分な暖機を行わないで負荷運転を開始したと
きは、回転速度Neに基づいて運転状態を判別し、高回転
速度の場合には充分な量のアシストエアを供給して燃料
液滴の霧化を促進し、一方、低回転速度の場合にはアシ
ストエアの供給を中止して回転速度の上昇を防止するの
で、各種条件のもとでエンジン２に要求される運転状態
に常時適合するようエンジン２を制御できる。このこと
は、例えば、車両に搭載するエンジンに適用した場合
に、不充分な暖機状態で発進したとき、もしくは、暖機
完了後に低速走行するときでも車両の運転性（所謂ドラ
イバビリティ）の悪化を防止できると共に、通常走行中
の一旦停車時にはISCVを用いてアイドル回転速度を速や
かに目標アイドル回転速度に制御する、すなわち、追従
性・応答性の高い所謂アイドル回転速度制御を実現して
運転者に違和感を与えないといった顕著な効果を奏す
る。

なお、本実施例では、所謂２バルブ式のエンジンにエ
アアシスト装置を適用した場合について説明したが、例
えば、所謂４バルブ式等の多バルブ式の高出力エンジン
に適用しても上述した本実施例と同様の効果を奏する。

また、本実施例では、ISCV17を介挿したバイパス通路
16を備え、しかもエアフロメータ31により吸入空気量を
測定する方式のエンジン２にエアアシスト装置３を追加
した例について説明した。しかし、例えば、第６図に示
すように、エンジン51のスロットルバルブ52の上流側か
ら該スロットルバルブ52を迂回して吸入空気の一部を導
入するバイパス通路53、該バイパス通路53に介挿された
ISCV54を備え、上記導入空気の一部をサージタンク55に
送給してアイドル回転速度制御を行うエンジン51に、上
記バイパス通路53のISCV54が設けられている位置よりも
上流側の位置から分岐したエアアシスト管路56、該エア
アシスト管路56に介挿されたエア制御弁57を配設し、電
磁式燃料噴射弁58のエアアシストソケットにアシストエ
アを供給するよう構成してもよい。しかも、同図に示す
ように、吸気管圧力を吸気圧センサ59により計測し、該
吸気管圧力と回転速度とを用いて燃料噴射量を決定する
エンジン51に適用しても、充分な効果が得られる。

さらに、本実施例では、エアアシスト管路27の一端部
をスロットルバルブ14の上流側に連通させ、該スロット
ルバルブ14の上流側と下流側との圧力差を利用してアシ
ストエアを送給するよう構成した。しかし、例えば、第
７図に示すように、エンジン61のスロットルバルブ62の
下流側のサージタンク63にエアアシスト管路64の一端部
を連通させ、該エアアシスト管路64に少なくともエアポ
ンプ65（必要があればエア制御弁66を併設してもよ
い。）を介挿し、電磁式燃料噴射弁67のエアアシストソ
ケットにアシストエアを供給するよう構成してもよい。
このように構成した場合には、上記エアポンプ65を駆動
制御することによりアシストエアの圧送および送給中止
ができるので、エンジン61の運転状態、すなわち、スロ
ットルバルブ62の上流側と下流側との圧力差の影響を受
けることなく、必要なときには最適流量のアシストエア
を送給できるという利点も生じる。

以上本発明のいくつかの実施例について説明したが、
本発明はこのような実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。

発明の効果 以上詳記したように本発明の内燃機関の燃料制御装置
においては、内燃機関のアイドル回転速度を制御するた
めの迂回路及びアイドルスピードコントロールバルブと
は全く独立して、管路とその管路を連通・遮断する開閉
手段を設けると共に、内燃機関が暖機中のアイドル運転
状態にあるときは、管路を連通させて該内燃機関の吸気
系を流れる吸入空気の一部を該吸気系の燃料噴射手段の
上流側から導入し、該導入した吸入空気を上記燃料噴射
手段近傍に供給し、一方、暖機完了後のアイドル運転状
態にあるときは、管路を遮断して吸入空気の一部を上記
燃料噴射手段近傍に供給するのを停止するよう構成され
ている。このため、暖機中のアイドル運転状態にあると
きは管路を連通させて燃料噴射手段の噴射する燃料液滴
の微粒化を促進して内燃機関に供給される燃料を充分に
霧化することにより燃焼状態を良好に維持して未燃炭化
水素の排出量の減少による排気浄化率の向上を果たすと
共に、暖機完了後のアイドル運転状態にあるときは管路
の遮断により吸入空気量を減少させてアイドル回転速度
を低減してアイドル運転時の燃料消費率を改善できると
いう優れた効果を奏する。

また、暖機中のアイドル運転状態にあるときは管路を
連通させて燃料噴射手段の噴射する燃料液滴の微粒化を
促進するため、暖機増量により燃料噴射量が増加してい
ても燃料を充分に霧化できるので、燃焼状態を良好に維
持し、速やかな暖機を実現できる。このことは、内燃機
関の冷間始動時に、特に有効である。

さらに、暖機完了後のアイドル運転状態にあるときは
管路の遮断により吸入空気量を減少させているため、排
気の総量も少ないので、排気中の未燃炭化水素の排出量
も相対的に減少し、排気特性を良好に保持することがで
きる。

また、管路に介挿される開閉手段が、該管路を外部か
らの指令により開閉する機能を備えるだけでよく、該管
路の断面積を正確に調節する必要がないため、開閉手段
の構造を簡単にできると共に、流量制御のような複雑な
制御を行わなくて済むので、その制御も比較的容易にな
る。このように、簡単な装置構成および制御により上述
のような各効果を実現できるので、装置の信頼性および
耐久性も向上する。

さらに、簡単な追加工事により各種の内燃機関に適用
できるので、装置の汎用性も高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内容を概念的に例示した基本的構成
図、第２図は本発明一実施例のシステム構成図、第３図
は同じくその電磁式燃料噴射弁の燃料噴孔部近傍の構造
を示す部分断面図、第４図、第５図は同じくその制御を
示すフローチャート、第６図及び第７図は同じくその他
の実施例を示す概略装置構成図、第８図は従来技術を示
す概略装置構成図、第９図は排気中の未燃炭化水素（H
C）排出量とアシストエア流量との関係を示すグラフ、
第10図はその他の従来技術を示す概略装置構成図であ
る。 M1……内燃機関、M2……迂回路 M3……アイドルスピードコントロールバルブ M4……運転状態検出手段 M5……燃料噴射手段 M6……アイドル回転速度制御手段 M7……管路、M8……開閉手段 M9……判定手段 M10……開閉制御手段 １……エンジンの燃料制御装置 ２……エンジン ３……エアアシスト装置 ４……電子制御装置（ECU） 4a……CPU 16……バイパス通路 17……アイドルスピードコントロールバルブ（ISCV） 26……電磁式燃料噴射弁 27……エアアシスト管路 28……エア制御弁 34……アイドルスイッチ 35……水温センサ 37……回転角センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の吸気系に配設され、該吸気系を
   流れる吸入空気の一部をスロットルバルブを迂回して流
   通させる迂回路と、 該迂回路に介挿されたアイドルスピードコントロールバ
   ルブと、 上記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、 該運転状態検出手段の検出した運転状態に応じた量の燃
   料を上記内燃機関の吸気系に噴射する燃料噴射手段と、 上記運転状態検出手段の検出した運転状態に基づいて、
   上記内燃機関がアイドル運転状態である場合に、上記内
   燃機関の回転速度が目標回転速度となるように上記アイ
   ドルスピードコントロールバルブを制御するアイドル回
   転速度制御手段と、 を具備した内燃機関の燃料制御装置において、 さらに、上記迂回路とは別に設けられると共に、上記内
   燃機関の吸気系を流れる吸入空気の一部を該吸気系の上
   記燃料噴射手段の上流側から導入し、該導入した吸入空
   気を上記燃料噴射手段の噴射部分近傍に供給する管路
   と、 該管路に介挿され、外部からの指令に従って、該管路を
   上記アイドルスピードコントロールバルブとは独立して
   連通、もしくは、遮断する開閉手段と、 上記運転状態検出手段の検出した運転状態に基づいて、
   上記内燃機関が暖機中のアイドル運転状態にあるか、あ
   るいは、暖機完了後のアイドル運転状態にあるかを判定
   する判定手段と、 該判定手段により上記内燃機関が暖機中のアイドル運転
   状態にあると判定されたときは、上記開閉手段に上記管
   路を連通させる指令を出力し、上記判定手段により上記
   内燃機関が暖機完了後のアイドル運転状態にあると判定
   されたときは、上記開閉手段に上記管路を遮断させる指
   令を出力する開閉制御手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。