JPS63143346A - 内燃エンジンの燃料供給制御方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃エンジンの燃料供給制御方法に関し、特に
スロットル弁上流に配された共通の燃料噴射弁により複
数の気筒に燃料を供給するタイプの内燃エンジンの燃料
供給制御方法に関する。

（従来技術及びその問題点） 従来、複数の気筒を備えた内燃エンジンに燃料を供給す
る方法として、吸気管内のスロットル弁上流側に配した
共通の燃料噴射弁により複数の気筒に燃料を噴射供給す
ることによって該燃料噴射弁の個数を削減し、もって燃
料噴射装置の低コスト化を図ったものが知られている。

この場合、良好な運転性及び排気ガス特性等を確保する
ためには複数の気筒に対して燃料を均等に分配すること
が不可欠であり、そのためには燃料噴射弁から噴射され
た燃料が吸気管の分岐部の上流側において十分に霧化さ
れていることが必要である。一方、エンジンの高出力を
確保するためには、その高負荷時に共通の燃料噴射弁に
よって短時間に多量の燃料を各気筒に供給できるように
、燃料噴射弁は燃料流量が大のもの、即ち開口面積が大
のものが必要であり、このため特に吸入空気の流速が低
い低負荷運転時または吸気管壁温度の低い冷間時では、
燃料噴射弁自体の霧化特性は良くないものとなる。

したがって、エンジンの高出力及び良好な運転性の双方
を確保するためには、燃料流量が大きい燃料噴射弁を使
用しつつ、該燃料噴射弁から噴射された燃料を、吸気管
の分岐部の上流側において十分に霧化させることが必要
であり、これらの要件を満たすための従来技術の一つと
して、弁体に絞り開口としての切欠部を備えた空気絞り
弁を。

閉弁時に該切欠部がスロットル弁上流の燃料噴射弁吐出
口に対向して位置するように配したものがある（ＵＳＰ
　４，３７８，０００）。この場合、空気絞り弁とスロ
ットル弁との間に気化器と同様なベンチュリを設け、空
気絞り弁をベンチュリ負圧に応じて開閉することにより
、燃料噴射弁吐出口近傍の空気の流速を調節する。即ち
、エンジンの低負荷低回転時にはベンチュリ負圧の低下
により、空気絞り弁を閉弁位置に制御し、この閉弁位置
で燃料噴射弁吐出口に対向する該空気絞り弁の切欠部の
絞り作用によって吐出口近傍を通過する吸入空気の流速
を高めて、噴射燃料の霧化が良好となるようにしている
。

しかしながら、このような制御方法は、空気絞り弁がベ
ンチュリ負圧のみに応じて制御されるので、エンジンが
低水温または低回転状態にある場合、もしくはスロット
ル弁が低開度状態にある場合には、エンジンの運転状態
によっては空気絞り弁が開弁じてしまい、所要の燃料霧
化が得られないために運転性が低下するという問題点を
有していた。即ち、エンジンが低水温状態にあるときは
、エンジンの回転数の上昇によって空気の流速が高くな
り、ベンチュリ負圧が上昇したときには空気絞り弁が開
弁するが、この場合、空気絞り弁の開弁によって空気の
流速が低下するとともに、エンジンの温度が低いために
吸気管壁温度が低いことにより、スロットル弁等に付着
する燃料量が増加し、各気筒に供給される燃料量が低下
するため、混合気がリーン化し、エンジン出力の低下を
招く。

また、エンジンが極低回転状態にあり、且つスロットル
弁が極低開度状態にある場合には空気の流量が極めて小
さいためにベンチュリ負圧はほとんど発生せず、したが
って空気絞り弁は閉弁状態とされているが、エンジンの
回転数あるいはスロットル弁の開度が漸次増加するのに
伴い空気の流量も漸増し、空気絞り弁の絞り作用によっ
てベンチュリ負圧が増加して空気絞り弁の開弁圧に達し
てしまうため、該空気絞り弁は一旦大きな開度で開弁さ
れる。これに伴って空気の流量が変化するが、空気絞り
弁の開弁前においては空気絞り弁自体で絞られ空気の流
量が小さいために、空気絞り弁の開弁前後で空気の流量
の変化率が大となることにより、各気筒に供給される混
合気の空燃比が急変して、エンジン出力の変動となって
あられれるとともに、空気絞り弁の開弁によって空気の
流速が低下し、燃料の霧化状態も悪化してしまう。

（発明の目的） 本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされ
たものであり、エンジンの低回転時及びスロットル弁の
低開度時においても噴射燃料の良好な霧化状態を確保し
、安定した運転性が得られるようにした内燃エンジンの
燃料供給制御方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため、複数の気筒を備えた
内燃エンジンの吸気管集合部より上流側に設けられ、ア
クセルペダルの位置に応じて開度が調節されるスロット
ル弁の上流側に燃料噴射弁を配して前記複数の気筒に燃
料を供給するとともに、空気絞り弁を、全閉時にその絞
り開口が前記燃料噴射弁の吐出口に対向するように配し
、該絞り開口により前記燃料噴射弁の吐出口近傍の吸入
空気の流速を高めるようにした内燃エンジンの燃料供給
制御方法において、前記内燃エンジンの所定の低回転条
件及び前記スロットル弁の所定の低開度条件のうち、少
なくとも１つの条件が成立したときに前記空気絞り弁を
全閉位置に制御するようにしたものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

第１図は本発明の方法を適用した燃料供給制御装置の全
体構成図であり、符号１は例えば４気筒４サイクルの内
燃エンジンを示し、エンジン１には吸気管集合部２ａを
介して吸気管２が接続されている。吸気管２の集合部上
流にはスロットルボディ３が設けられ、内部にスロット
ル弁３′が設けられている。スロットル弁３′にはスロ
ットル弁開度（以下［θ〒Ｈセンサ」という）８が連設
されてスロットル弁３′の弁開度を電気的信号に変換し
、電子コントロールユニット（以下［ＥＣＵ」という）
５に送るようにされている。

前記吸気管２のスロットルボディ３の上流部には燃料噴
射弁６及び空気絞り弁７がそれぞれ設けられている。該
燃料噴射弁６は内燃エンジン１のアイドル運転以外の運
転時に該内燃エンジン１の全気筒に燃料を供給するため
のものであり、前記空気絞り弁７は燃料噴射弁６の吐出
口近傍の吸入空気の流速を調節するためのものである。

該空気絞り弁７の弁体７ａは第２図に示すように、周縁
に絞り開口としての切欠部７ａ’　を備えた円板状とさ
れ、第１図の実線で示す閉弁位置においては、スロット
ルボディ３の上流側内部を、該切欠部７ａ’の開口面積
である一定の最小開口面積で開くようにされている。該
空気絞り弁７は閉弁位置にあるとき、その切欠部７ａ’
が燃料噴射弁６の吐出口に対向するように配設されてい
る。

前記空気絞り弁７は圧力作動弁で構成される。

即ち、そのアクチュエータであるダイヤフラム装置２０
は、その負圧室２０ａが管路２１、圧力切換弁２２及び
管路２３を介して、スロットルボディ３上流側のベンチ
ュリ部４に開口するポート２３ａに連通しており、負圧
室２０ａを画成するダイヤフラム２０ｃはばね２０ｂに
よって付勢されるとともに、一端が前記空気絞り弁７の
支持体７ｂにピボット７ｄを介して枢着されたロッド２
０ｄの他端に連結されている。前記支持体７ｂは固定支
軸７ｃ上に回転自在に装着され、該支持体７ｂに前記弁
体７ａが一体回転可能に固着されている。

ベンチュリ負圧Ｐｖが大きくなると、ばね２０ｂの付勢
力に抗してダイヤフラム２０ｃが変位し、ロッド２０ｄ
、ピボット７ｄ及び支持体７ｂを介して空気絞り弁７の
弁体７ａを第１図中二点鎖線位置まで時計方向に回動さ
せる６したがって、空気絞り弁７はベンチュリ負圧Ｐｖ
が小さくなるほど閉弁側（第１図中実線位置側）に、ベ
ンチュリ負圧Ｐｖが大きくなるほど開弁側（第１図中二
点鎖線側）にそれぞれ回動する。

また、圧力切換弁２２はソレノイド２２ａと、該ソレノ
イド２２ａの消勢時及び付勢時に開口２２ｃ及びベンチ
ュリ部４側の管路２３をそれぞれ開成する弁体２２ｂと
を有し、そのソレノイド２２ａの消勢時には前記管路２
３を開口し、負圧室２０ａとベンチュリ部４との間を連
通させるが、ソレノイド２２ａの付勢時には、前記管路
２３を閉塞し、フィルタ２４を介して負圧室２０ａと大
気との間を連通させ、ベンチュリ負圧Ｐｖの大きさにか
かわらず、空気絞り弁７を閉弁位置に保持する。

一方、吸気管２のスロットルボディ３の下流側で且つ吸
気管集合部２ａの上流には補助燃料噴射弁６ａが設けら
れ、内燃エンジン１が十分に暖められた状態におけるア
イドル運転時に該エンジン１の全気筒に燃料を供給する
ようにしている。補助燃料噴射弁６ａは管路３１、スト
レーナ３２及び管路３３を介して、燃料タンク３４に接
続されている。また、補助燃料噴射弁６ａと燃料噴射弁
６との間は、管路３０を介して接続されており、燃料ポ
ンプ３５によりこれらの管路を通じて燃料噴射弁６に燃
料が圧送される。前記燃料噴射弁６と前記燃料タンク３
４との間には、プレッシャレギュレータ３６を介装した
戻り管路３７．３８が接続されている。また該プレッシ
ャレギュレータ３６の負圧室３６ａは吸気管２のスロッ
トル弁３′より下流側に管路３９を介して接続されてお
り。

吸気管２のスロットル弁３′より下流側の負圧とばね３
６ｂの付勢力とによって弁体３６ｃの開弁圧が設定され
る。したがって、管路３０．３１等の内部の燃料圧はプ
レッシャレギュレータ３６によって、スロットル弁３′
より下流側の吸気管内圧よりも一定圧だけ高い圧力に調
節される。

エンジン１本体にはエンジン冷却水温センサ（以下ｒＴ
ｗセンサ」という）９が設けられている。該Ｔｗセンサ
９はサーミスタ等からなり、冷却水が充満したエンジン
気筒周壁内に挿着されて。

その検出水温信号をＥＣ：Ｕ５に供給する。また、エン
ジン回転数センサ（以下ｒＮｅセンサ」という）１０が
エンジン１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲
に取り付けられている。該Ｎｅセンサ１０はエンジンの
クランク軸１８０’回転毎に所定のクランク角度位置で
、即ち、各気筒の吸気行程開始時の上死点（Ｔ　Ｄ　Ｃ
）に関し所定クラシタ０度前のクランク角度位置でクラ
ンク角度位置信号（以下これを「ＴＤＣ信号」という）
を出力するものであり、このＴＤＣ信号はＥＣＵ３に送
られる。

前記ＥＣＵ３は各種センサからの入力信号波形を整形し
、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値を
デジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路５
ａ、中央演算処理回路（以下ｒ（：：ＰＵＪという）５
ｂ、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム及び演
算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、及び圧力切換弁２２
と前記燃料噴射弁６と補助燃料噴射弁６ａとにそれぞれ
駆動信号を供給する出力回路５ｄ等から構成される。

ＣＰＵ５ｂは第３図に示す圧力切換弁２２の制御プログ
ラム及び図示しない燃料供給制御プログラムを、前記Ｔ
ＤＣ信号が入力される毎に実行する。該ＣＰＵ５ｂはこ
れらの制御プログラムに基づき、入力回路５ａを介して
供給された前述の各種センサからのエンジンパラメータ
信号に応じて、圧力切換弁２２のソレノイド２２ａをオ
ン−オフ制御するとともに、燃料噴射弁６及び補助燃料
噴射弁６ａのそれぞれの燃料噴射時間を算出する。

第３図はＣＰＵ５ｂで実行される前述の圧力切換弁２２
の制御プログラムのフローチャートである。該プログラ
ムはＴＤＣ信号の発生毎に実行される。

まず、ステップ３０１ではエンジン回転数Ｎｅが第１の
所定値Ｎｅｐｖｃ、（例えば２．ＯＯＯｒｐｍ）より小
さいか否かを判別する。この答が肯定（Ｙｓｓ）、即ち
Ｎｅ（Ｎｅｐｖｃｏのときにはステップ３０２に進み、
エンジン冷却水＠　Ｔ　ｗが所定値Ｔｗρｖｃ　（例え
ば６０℃）より小さいか否かを判別する。該ステップ３
０２の答が肯定（Ｙｅｓ）、即ちＮ　ｅ　＜　Ｎｅｐｖ
ｃ。

且つＴ　ｗ　＜　Ｔ　ｗｐｖｃが成立するとき、即ちエ
ンジン１が高回転状態でなく、且つ低水温状態のときに
はステップ３０３に進み、後述するステップ３０６で使
用するｔ　Ｄ！：ＬＡＹタイマを所定時間ｔｏａ＋−Ａ
ｙ　（例えば０．３ｓｅｃ）にセットした後、ステップ
３０７に進み、圧力切換弁２２のソレノイド２２ａへの
通電をオンにすることによりダイヤフラム装置２０の負
圧室２０ａと大気との間を連通させて該負圧室２０ａに
大気圧を導入し、空気絞り弁７を閉弁状態にして本プロ
グラムを終了する。この閉弁状態であっても、エンジン
の高負荷運転時のように吸入空気量が大きいときには、
吸入空気の動圧により空気絞り弁７が若干開弁される。

前記ステップ３０２の答が否定（Ｎｏ）、即ちＴｗ≧Ｔ
ｗｐｖｃのときにはステップ３０４に進み、エンジン回
転数Ｎｏが前記第１の所定値Ｎｅｐｖｃ、より小なる第
２の所定値Ｎ　ｅｐｖｃ、’　（例えば１　、２００ｒ
ｐｎ）より小さいか否かを判別する。該ステップ３０４
の答が肯定（Ｙｅｓ）、即ちＴｗ≧Ｔ　ｖｐｖｃ且ッＮ
ｅ＜　Ｎ　ｅ　ｐｖｃｌが成立するとき、即ちエンジン
１が低水温状態でない場合でも低回転状態のときには前
記ステップ３０３及び３０７を実行して空気絞り弁７を
閉弁状態に制御し、本プログラムを終了する。

前記ステップ３０４の答が否定（Ｎｏ）、即ちＮｅ≧Ｎ
　ｅ　ｐｖｃ、のときにはステップ３０５に進み。

スロットル弁開度θ〒Ｈが所定値θ〒１．１ｐｖｃ（例
えば２０°）より小さいか否かを判別する。該ステッブ
３０５の答が肯定（Ｙｅｓ）、即ちＮ　ｅ　ｐｖｃ１≦
Ｎｅ＜　Ｎｅｐｖｃ、、　Ｔ　ｗ≧Ｔ　ＩＩＩＰＶｃ且
つθ〒ＨくθｔＨＰＶｃが成立するとき、即ちエンジン
１が中回転状態にあって低水温状態にない場合でもスロ
ットル弁３′が低開度状態のときには前記ステップ３０
３及び３０７を実行して空気絞り弁７を閉弁状態に制御
し１本プログラムを終了する。

前記ステップ３０５の答が否定（Ｎｏ）、即ちＮ　ｅｐ
ｖｃ１≦Ｎ　ａ　＜　Ｎｅｐｖｃ、、Ｔｗ≧Ｔ　ｖｐｖ
ｃ且つθ〒Ｈ≧θ〒１４ｐＶｃが成立するとき、即ちエ
ンジン１が中回転状態にあって、低水温状態になく、且
つスロットル弁３′が低開度状態にないときにはステッ
プ３０６に進み、前記ステップ３０３でセットしたｔＤ
ｔいＹタイマが零であるか否かを判別する。

該ステップ３０６の答が否定（Ｎｏ）、即ちタイマセッ
ト後、所定時間ｔ　ＤＥＬＡＹが経過していないときに
は前記ステップ３０７を実行して空気絞り弁７の閉弁状
態を保持し、本プログラムを終了する。

前記ステップ３０６の答が肯定（Ｙｅｓ）、即ちタイマ
セット後、所定時間ｔ　Ｄ札ＡＶが経過したときにはス
テップ３０８に進み、圧力切換弁２２のソレノイド２２
ａへの通電をオフにすることによりダイヤフラム２０の
負圧室２０ａとベンチュリ部４との間を連通させ、空気
絞り弁７の開閉がベンチュリ負圧Ｐｖによって直接制御
される状態にして本プログラムを終了する。

以上のように空気絞り弁７の閉弁制御を解除するときに
一定の待ち時間（ｔ　ｏｔｂｘいを設けているのは、空
気絞り弁７の開弁制御の条件成立が瞬間的であるときに
該空気絞り弁７が開弁されるのを防止して、その閉弁状
態を確実に保持するとともに、特にエンジン加速時にお
いて吸入空気の流量がより大きい状態に至ったときに空
気絞り弁７を開弁することにより、該開弁時においてエ
ンジン負荷が大きいほど吸入空気流量の変化率をより小
さくして、吸入空気流量の変化に伴うショックを軽減す
るためである。

前記ステップ３０１の答が否定（Ｎｏ）、即ちＮｅ≧Ｎ
　ｅ　ｐＶｃｏが成立するときはエンジン１が高回転状
態にあるので、前記ステップ３０６に進み。

該ステップ３０６の判別結果に応じて前記ステップ３０
７または３０８を実行して本プログラムを　４゜終了す
る。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明は、内燃エンジンの低回転ま
たは前記スロットル弁の低開度の条件のうち、少なくと
も１つの条件が成立したときに空気絞り弁を全閉位置に
制御するものであ、る、したがって、これらの条件のい
ずれかの成立時には空気絞り弁が閉弁状態に確実に制御
されることにより、該空気絞り弁近傍の吸入空気の流速
が高くなるので、エンジンが低回転状態のとき、あるい
はスロットル弁が低開度状態のときには吸入空気流量の
急変が生じないことにより、混合気の空燃比の急変及び
これに起因するエンジンが搭載された車両の乗員へのシ
ョックを防止でき、しかも空気の流速が低下しないこと
により噴射燃料を良好な霧化状態に保つことができ、こ
の結果、内燃エンジンの低回転時及びスロットル弁の低
開度時において安定した運転性を得ることができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を適用した燃料供給制御装置の全
体構成図、第２図は空気絞り弁の弁体の平面図、第３図
は圧力切換弁の制御プログラムのフローチャートである
。 １・・・内燃エンジン、２ａ・・・吸気管集合部、３′
・・・スロットル弁、４・・・ベンチュリ部（ベンチュ
リ）、６・・・燃料噴射弁、７・・・空気絞り弁、７ａ
・・・切欠部（絞り開口）、８・・・スロットル弁開度
（θＴＨ）センサ、１０・・・エンジン回転数（Ｎｅ）
センサ、２２・・・圧力切換弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の気筒を備えた内燃エンジンの吸気管集合部よ
   り上流側に設けられ、アクセルペダルの位置に応じて開
   度が調節されるスロットル弁の上流側に燃料噴射弁を配
   して前記複数の気筒に燃料を供給するとともに、空気絞
   り弁を、全閉時にその絞り開口が前記燃料噴射弁の吐出
   口に対向するように配し、該絞り開口により前記燃料噴
   射弁の吐出口近傍の吸入空気の流速を高めるようにした
   内燃エンジンの燃料供給制御方法において、前記内燃エ
   ンジンの所定の低回転条件及び前記スロットル弁の所定
   の低開度条件のうち、少なくとも１つの条件が成立した
   ときに前記空気絞り弁を全閉位置に制御することを特徴
   とする内燃エンジンの燃料供給制御方法。 ２、前記空気絞り弁を圧力作動弁により構成するととも
   に、該空気絞り弁を、該空気絞り弁と前記スロットル弁
   との間に設けられたベンチュリのベンチュリ圧と大気圧
   とを前記空気絞り弁に切換導入する圧力切換弁によって
   制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   内燃エンジンの燃料供給制御方法。