JPS6040838Y2 - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は吸気通路の集合部に燃料噴射弁を設けた６気筒
内燃機関の燃料供給装置に関する。

従来、燃料供給装置の要部である電磁弁の駆動は制御電
流のオン、オフによるのが一般的であった。

しか腰電磁弁がオン、オフ電流によりパルス幅制御され
る場合、例えば内燃機関の燃料噴射弁は、各気筒に１個
づつその吸気マニホールドのブランチ部に設けられ、燃
料噴射は第１グループ（＃１、＃２気筒）と第２グルー
プ（＃３、＃４気筒）とに分け、機関の１回転に１回の
割合で第１グループと第２グループが交互に噴射するよ
うに燃料噴射弁の電磁弁が開閉制御されていた。

（８産自動車（ｍ１９７１年発行整備要領書電子制御ガ
ソリン噴射装置Ｐ８〜９、特開昭５３−１３２６１８号
公報参照） しかしながら、燃料噴射弁が高価なため、最近は、機関
への燃料供給を吸気マニホールドの集合部付近の吸気通
路に設けた燃料噴射弁で行ういわゆるシングルポイント
インジェクション方式が提案されている。

６気筒機関の吸気管集合部に燃料噴射弁を設けて、各気
筒に対してこの噴射弁からの噴射燃料を供給する、いわ
ゆるシングルポイントインジェクションシステムにあっ
ては、燃料噴射時期は一般に機関１回転につき３回もし
くは１回のいずれかが考えられる。

つまり、第１図に示すように、点火信号に同期して１回
転あたり３回、等間隔で燃料噴射するか（図中１−Ａ）
、あるいは１回転につき１回噴射（図中１−Ｂ）する。

３回噴射の場合は各気筒に対する混合気分配は良好であ
るが、噴射弁の駆動周波数が高くなるため、応答性や、
流量制御特性に問題を生じることがある。

例えば機関回転数が６０００ｒ−ｐ−ｍのときは、駆動
周波数は３００Ｈｚにもなる。

第２図に低周波数（１００Ｈｚ）と高周波数（３００Ｈ
ｚ ）のときの燃料噴射量の制御特性を示す。

図中、２−Ａが低周波数、２−Ｂが高周波数のときの、
噴射パルス幅（開弁時間）に対する燃料流量の変化を示
す特性曲線で、高周波数（図中２−Ｂ）では低周波数（
図中２−Ａ）のような直線的な比例特性が得られなくな
り、要求する燃料量を正確に供給することが困難となる
。

これに対して１回噴射の場合は、このような制御性の問
題はないが、１回転するうちに３つの気筒で吸気弁が開
いて吸気作用があるため、この間に１回噴射される燃料
は均等にこれらの気筒に吸入され難く、したがって気筒
間での混合気分配のアンバランスを生じてしまう。

本考案はかかる問題を解消するため、吸気通路の集合部
に燃料噴射弁を設けた６気筒機関において、１回転につ
き２回燃料を噴射し、しかも運転条件によってはこの噴
射時期を進めたり遅らせたりすることにより、混合気分
配が良好でしかも燃料制御精度の高い内燃機関の燃料供
給装置を提供することを目的とする。

以下、本考案の実施例を図面にもとづいて説明する。

まず第３図の概略的構成図において、１は機関吸気通路
、２は絞弁であり、その下流に燃料噴射弁３が取付けら
れ、コントロールユニット６からの噴射パルスの供給に
より、吸気中に燃料を機関１回転につき２回の割合で噴
射する。

コントロールユニット６には、クランク軸４の回転を検
出して１回転につき２回（１８０°位相で）の信号を出
力する回転角センサ５、絞弁２の回動角検出センサ８、
吸入空気量を検出するエアフローメータ９、機関冷却水
温の検出センサ１０、排気管７を流れる排気中の酸素濃
度の検出センサ１１あるいは点火コイル１８の一次側端
子からの点火信号など、各種の信号が与えられる。

コントロールユニット６はマイクロコンピュータなどで
構成され、前記各センサからの入力信号に基づいて後述
するような制御動作により、６気筒機関の吸気通路１の
集合部に設けた前記燃料噴射弁３から１回転につき２回
の割合で燃料を噴射させ、かつこの噴射時期を運転状態
によって進めたり遅らせたりする。

通常の６気筒機関においては、１回転につき３回の割合
で吸気が行なわれ、各吸気行程はクランク角でほぼ１８
０°の期間にわたる。

しかし３気筒が同時に吸気行程に入ることなく、クラン
ク角で１２０°づつの位相差をもって順次吸気行程に入
るので、１回転につき１回の燃料噴射ではどの時期に噴
射しても３気筒に均一に燃料に分配することは困難であ
る。

つまり噴射されたときに吸気行程にある気筒には多くの
燃料が吸い込まれ、他の気筒の燃料が少なくなりやすい
。

これに対して各気筒の吸気行程がオーバラップする付近
をねらって１回転につき２回噴射すると、燃料が特定の
気筒に偏ることがなく、３つの気筒にほぼ均一な燃料分
配が可能となるのである。

６気筒機関では２回転を１サイクルとして全ての気筒が
吸気行程に入るので、このように１回転につき２回噴射
すると２回転で６つの気筒の全部にほぼ均一に燃料が供
給されることになる。

なお、図中１２は排気通路７に設けた三元触媒で、理論
空燃比付近の混合気の燃焼を条件として、排気中のＨＣ
，ＣＯの酸化とＮＯｘの還元を同時に行う。

また、１３は燃料タンク１７からの燃料を圧送する燃料
ポンプ、１４は燃圧ダンパ、１５は燃料フィルタ、１６
は燃料噴射圧力をコントロールするプレッシャレギュレ
ータである。

以上のような構成において、コントロールユニット６は
点火コイル１８の一次側からの回転数信号と、エアフロ
ーメータ９からの吸入空気量信号とにもとづいて基本的
な燃料噴射パルス幅を決定し、回転角センサ５からの１
回転につき２回の角度信号を噴射のトリガとして、燃料
噴射弁３に噴射信号を送る。

第４図に噴射タイミングを示すが、この例では特定気筒
（基準となる一気筒）の上死点と下死点とで１８０°間
隔で噴射を行う。

第５図は噴射タイミングを運転条件によって進遅させる
ようにしたもので、運転条件を代表する信号、つまり、
絞弁開度や機関冷却水温あるいは吸入空気量や回転数信
号にもとづき、例えば、アイドリング時にはある特定気
筒の上死点及び下死点で燃料噴射していたものを、ロー
ドロード運転の４０ｍ／ｈ走行時には、それよりもクラ
ンク角で３０°だけ位相を早めて燃料噴射するようにし
である。

機関回転数や吸入空気量あるいは暖機状態などによって
、燃料噴射後に各気筒へ到達するまでの時間が変化して
くるので、それぞれ常に最適状態で燃料供給が行われる
ように噴射タイミングをずらして、混合気の分配特性を
常に良好に保つのである。

第６図は、１回転につき２回燃料噴射したときと、３回
噴射したときの各気筒間の混合気分配差（各気筒からの
排気中のＣＯとＣＯ２の濃度（％）による）を、運転条
件によってそれぞれ比較してあられしたもので、実線が
３回噴射で、点線が２回噴射（本発明）である。

この結果からも分かるように、２回噴射であっても混合
気分配のバラツキはそれほど大きくはなく、全ゆる状態
で機関を安定した作動させることができる。

第７図は同じ２回噴射なのであるが、実線が特定気筒に
おける上死点と下死点で噴射したものであるのに対し、
点線が噴射タイミングを運転条件によって進めたり遅ら
せたりした場合であり、これからも、噴射タイミングを
バリアプルにすることで混合気分配の均一化をさらに徹
底できることが理解されよう。

以上のように本考案によれば、吸気通路の集合部に燃料
噴射弁を設け、吸入空気量及び回転数に応じて燃料噴射
量を制御するようにした６気筒内燃機関において、機関
の運転状態を検出する手段と、機関１回転につき等間隔
で２回のクランク角度を検出する手段と、この検出角度
をトリガとして機関の１回転につき２回燃料を噴射させ
、かつ運転状態によってこの噴射時期を進達させる噴射
時期制御手段とを備えるようにしたため、燃料噴射弁の
駆動周波数をそれほど高くすることなく混合気の分配特
性を向上させることができ、空燃比の制御精度もきわめ
て良好状態に保持できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃料噴射タイミングを示す説明図、第２
図は噴射燃料の流量制御特性を示す説明図、第３図は本
考案の概略構成図、第４図、第５図はそれぞれ噴射タイ
ミングの制御例を示す説明図、第６図、第７図は混合気
分配特性をそれぞれあられす説明図である。 １・・・・・・吸気通路、２・・・・・・絞弁、３・・
・・・・燃料噴射弁、５・・・・・・クランク角センサ
、６・・・・・・コントロールユニット、８・・・・・
・絞弁開度センサ、９・・・・・・エアフローメータ、
１６・・・・・・プレッシャレギュレータ、１８・・・
・・・点火コイル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸気通路の集合部に燃料噴射弁を設け、吸入空気量及び
   回転数に応じて燃料噴射量を制御するようにした６気筒
   内燃機関において、機関の運転状態を検出する手段と、
   機関１回転につき等間隔で２回のクランク角度を検出す
   る手段と、この検出角度をトリガとして機関の１回転に
   つき２回燃料を噴射させ、かつ運転状態によってこの噴
   射時期を進達させる噴射時期制御手段とを備えたことを
   特徴とする内燃機関の燃料供給装置。