JP2005042723A - 内燃機関用の始動燃料制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排出する窒素酸化物を減少することである。
【解決手段】それぞれの燃焼室に関連するマルチポイント燃料噴射装置を備え、マルチポイント燃料噴射装置は、燃料源に接続する入口と、関連する燃焼室に隣接する吸入空気通路に流体的に接続する出口を持っている。低温始動燃料噴射装置には、また、燃料源に接続する入口と、低温始動通路を介してそれぞれの燃焼室に接続する出口がある。処理回路は、低温始動燃料噴射装置によりエンジン始動時にそれぞれの燃焼室へ導入される空気／燃料混合気量を決定し、そして、選択的にマルチポイント燃料噴射装置を作動させ、エンジンの始動中、それぞれの燃焼室の設定された空気／燃料混合気とする。その処理回路は、また、可変的に燃料の点火を遅らせ、少なくとも一つの燃焼室の中で触媒コンバーターを早く加熱する。
【選択図】図１

Description

本発明は内燃機関用の燃料制御装置、特に、低温始動状態における燃料制御装置に関するものである。

最近の自動車に用いられる内燃機関は、複数の燃焼室を備えている。吸気管は、その一端の開口部がスロットルを介して外気へ通じ、他端の開口部は、機関の吸気弁を介して内燃機関の燃焼室へ通じている。エンジンの暖機状態では、マルチポイント燃料噴射装置は、それぞれの内燃機関の燃焼室に連絡していて、燃料をその関連する燃焼室に燃料を供給する。それぞれのマルチポイント燃料噴射装置の動作は、処理回路や、電子制御装置（ＥＣＵ）によって制御される。

しかしながら、しばしば、低温始動状態の間、ただ一つだけの低温始動燃料噴射装置を用いて、エンジンのいくつか、あるいは、すべての燃焼室へ燃料を供給することがある。低温始動燃料噴射装置は、十分な燃料を空気取入通路に開放している低温始動燃料通路への出口に噴射し、エンジンの暖機中、エンジンに燃料の供給を行う。エンジンの暖機運転中、低温始動燃料噴射装置は、徐々に動作を弱めながら、同時にマルチポイント燃料噴射装置は、徐々に低温始動燃料噴射装置とマルチポイント燃料噴射装置との間の移行を滑らかに行うように動作する。このような装置は、例えば、特許文献１（米国特許公報第６７３６１０３号）に記載されている。

米国特許公報第６７３６１０３号

しかしながら、前述の公知のエンジン暖機運転の燃料制御装置は、多くの欠点を持っている。その一つは、適切なエンジン始動を確保するため低温始動状態の間、エンジンに過度の濃厚な混合気を供給する必要があることである。よく知られた多くの装置においては、低温始動燃料噴射装置は、低温始動燃料通路に電気ヒータを設け、内燃機関に燃料が入る前に気化させている。しかしながら、燃焼室へ過度に濃い燃料供給を行って、円滑なエンジン始動を保証するには相当大量の燃料を供給する必要があり、多くの場合、低温始動燃料噴射装置によって噴射される燃料が、過度に電気ヒータを冷やすことになる。この現象が起きたとき、気化していない燃料が、暖機運転中に、内燃機関の燃焼室へ導入される。このような気化しない燃料は、エンジンから窒化酸化物排出量を政府の排出ガス規定で要求される以上に増加することが欠点となる。

さらに、前述の知られた燃料管理システムの欠点は、暖機運転中、低温始動燃料噴射装置がある回転数、例えば、７０−１００ｒｐｍにおいて一度だけしか作動しないことである。その回転数に到達したとき、ＥＣＵは、低温始動噴射装置の動作を開始する。しかしながら、エンジンのクランキングの間にこの回転数に達したときは、内燃機関は、低温始動燃料噴射装置からの実際の空気・燃料混合気体が実際に内燃機関の燃焼室へ到達し、実際に燃料が燃焼を開始する前にすべての空気を低温始動燃料通路から導入しなければならない。この遅れは、低温始動燃料噴射装置の搬送遅れとして知られていることである。多くの場合、この遅れは、８つの燃焼サイクルである限り避けられない。

さらに、低温始動燃料噴射装置の搬送遅れに関する欠点は、混合気が低温始動燃料通路からエンジン燃焼室へ到達するとき、エンジンの最初の所期の吸入サイクルの間、一部の空気／燃料混合気だけがエンジンの燃焼室に導入されることである。この部分的な燃料の供給は、燃焼室内におけるエンジンの燃焼を遂行するには不十分であり、これは燃焼していない燃料がエンジンの排出ガス中に存在することとなる。このような燃焼しない燃料は、容認できないエンジン排出物となる。

多くの最近のエンジンは、エンジンから排出流へ接続された触媒コンバーターを備えている。この触媒コンバーターは、よく知られた方法で窒素化合物であるエンジンの排出物を除去あるいは少なくとも大幅に減少させる。しかしながら、触媒コンバータが効率的に運転し、エンジンからの窒素酸化物排出物を減少および／または除去する前に、触媒コンバーターに対しては、予め設定された運転温度を達成することが必要である。前述の知られた燃料制御装置においては、エンジンの燃焼から触媒コンバーターがその運転温度に到達するまでの時間は長くなり、そして、しばしば３０秒あるいはそれ以上になる。しかしながら、触媒コンバーターがその運転温度に達するまでには、エンジンからの窒素酸化物排出を減少させる効果はなくなる。もっと急速に触媒コンバーター加熱を行うために、放電点火を遅らせることは従来から知られていることである。

本発明は、上記従来装置の欠点をなくするためのエンジン始動時の燃料制御装置を提供することである。すなわち、本発明によるエンジン始動時の燃料制御装置は、マルチポイント燃料噴射装置を有する通常の内燃室を用いている。空気取入通路は、外気に開放する入口と内側の燃焼室につながる出口を備えている。マルチポイント燃料噴射装置は、それぞれの燃焼室に関連していて動作時には燃料をその関連する燃焼室に噴射する。マルチポイント燃料噴射装置により実際の噴射される燃料の量は、その作動期間により制御される。

また、内燃機関は、少なくとも一つの低温始動燃料噴射装置を備えていて、燃料混合気を低温始動燃料通路の入口端へ噴射する。低温始動燃料通路の出口端は、少なくともいくつか、しばしば、すべての内側燃焼室につながっている。電気ヒータは、その低温始動燃料通路内に設置されるのが望ましく、その低温始動通路により噴射された燃料を内側燃焼室に導入する前に気化する。

放電点火装置、いわゆる放電点火プラグは、内燃機関のそれぞれに設置されている。放電点火装置の動作は、燃焼室の中での供給燃料の燃焼を開始する。燃焼に続いて、燃焼の結果生成された生成物はエンジンの排気装置、通常、触媒コンバーターを通して、外気中へ排出される。

処理回路あるいは電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、マルチポイント燃料噴射装置のタイミングや期間、低温始動燃料噴射装置、放電点火器を制御する。このマルチポイント燃料噴射装置や低温始動燃料噴射装置を制御する際、ＥＣＵは、一つあるいはそれ以上のパルスをマルチポイント燃料噴射装置および／または低温始動燃料噴射装置に与える。このＥＣＵは、低温始動燃料噴射装置やマルチポイント燃料噴射装置をパルスの期間中開放する。その結果、ＥＣＵからマルチポイント燃料噴射装置と低温燃料噴射装置へ与えられるパルスの期間は、マルチポイント燃料噴射装置と低温燃料始動燃料噴射装置によって噴射される燃料の量に正比例する。

ＥＣＵは、また、エンジン内の種々のセンサーに対する多くの入力信号を受け取る。これらのセンサーは、例えば、エンジンからの主クランクシャフトの角度位置を含み、それらからエンジンの回転速度やそれぞれの４−サイクルエンジンの燃焼室の特定のサイクルが決められる。

運転中は、エンジンの始動状態の間、処理回路はエンジンの回転速度を監視する。エンジン速度が、予め定めた値、例えば、７０−１００ｒｐｍになったとき、ＥＣＵは、低温始動燃料噴射装置の作動を開始する。しかし、低温始動燃料通路における燃料の搬送遅れにより、燃焼室内のピストンは、最初に低温始動燃料通路からの空気の導入しなければならないので。低温始動燃料噴射装置の作動に続いてすぐには、燃料供給は、低温始動燃料噴射装置によるどの内燃機関へも行われない。

低温始動燃料噴射装置の作動時に、エンジンの燃焼室内への燃料供給するために、ＥＣＵは、すぐにどのマルチポイント燃料噴射装置が吸入行程にあるかを決定し、その特定の燃焼室の位置が特定の吸入行程にあるか決定する。ＥＣＵは、それからマルチポイント燃料噴射装置を十分な期間作動させ、予め決められた燃料混合気量を得るため燃料を燃焼室に供給する。これにより、低温始動燃料噴射装置の作動により実質上ただちにエンジンの点火が行われる。

それに続く他の燃焼室の吸入行程の間に、ＥＣＵは、選択的に供給燃料の量を決定する。もし、低温始動燃料噴射装置による燃料供給があれば、低温始動燃料噴射装置からの燃料供給とともに、マルチポイント燃料噴射装置を作動させて予め決められた空気／燃料混合気量を得るのに十分な量を燃焼室に供給する。このプロセスは、低温始動燃料通路内の空気が、完全に排出あるいはエンジンピストンによって導入されるまで、エンジン内のシリンダーの数に対応しつつ必要とされる多くの吸入行程を通して連続する。それが起こると、ＥＣＵは、マルチポイント燃料噴射装置を不動作とし、エンジンの暖機が終了するまで主として低温始動燃料噴射装置により、エンジンへの燃料供給を行う。

さらに、ＥＣＵは、エンジンの燃焼室に対する放電点火装置の動作を可変的に遅くしていき、それによって少なくとも一つの放電点火器の放電タイミングは、他の放電点火器よりも遅くなる。この放電を選択的に遅くすることにより、余分な燃料がエンジンから排出され、燃やされ、直前あるいは触媒コンバーターに低温時の円滑なエンジン運転を維持しながら、その運転温度に到達する要求される時間を減少させる。

本発明の利点は、低温始動燃料噴射装置をそれぞれのシリンダーに配置し、それぞれの燃料供給を単一パルスで行うことである。ＥＣＵは、望ましくは、一連の補助パルスにそれぞれのシリンダーに対するそれぞれの燃料供給のためのパルスを分割して作動させる。それによって、供給燃料の気化を促進することになり、燃料の燃焼を良くする。

エンジンの始動時における窒素酸化物の排出を最小にするための多くの燃料対策、急速なエンジン始動、急速なエンジン暖機運転を可能にする。

まず、図１に示すように、エンジンブロック２２と、エンジンブロック２２の中に形成されている複数のシリンダー２４を有する内燃機関２０の一部が示されている。ピストン２６は、それぞれのシリンダー２４の中を往復して摺動可能に設置される。その結果、それぞれのシリンダー２４の内でピストン２６の往復により通常の方法で主クランクシャフト２８を回転駆動させる。

燃焼室は、それぞれのピストン２６とそれに関連するシリンダー２４との間に形成される。主空気取入通路３４を形成する空気吸入管３２は、その一端３６が外気へ開放しており、他端３８は、通常の空気取入弁４０を通して流体的に燃焼室３０とつながっている。弁４０は、それぞれの燃焼室３０に設けられている。かくして、それぞれのシリンダー２４の中のピストンが往復動作したとき、吸入弁４０が開いているときピストンは、４サイクルエンジンの吸入行程の間、主通路３４を通して空気を、燃焼室３０へ導入する。

マルチポイント燃料噴射装置４２は、それぞれの燃焼室３０と関連づけられている。それぞれのマルチポイント燃料噴射装置４２は、一般的に燃料レイルとして知られている、流体的に加圧された燃料源４４（図式的にのみ示されている）に接続された入口を有している。それぞれのマルチポイント燃料噴射装置４２の出力は、対応する燃焼室３０に開口しているので、マルチポイント燃料噴射装置４２の動作したとき、マルチポイント燃料噴射装置４２は、燃料を関連するシリンダー２４の燃焼室３０へ噴射する。吸入行程の間、そのマルチポイント燃料噴射装置により噴射される燃料の量は、マルチポイント燃料噴射装置の動作期間に比例する。

スパークプラグのような放電点火器４６は、それぞれの燃焼室３０に対応しており、エンジン２０の爆発行程の間、燃焼室３０の内で可燃性物に点火する。

電気制御ユニット４８は、すべてのマルチポイント燃料噴射装置４２、また、放電点火器４６に接続され、マルチポイント燃料噴射装置４２と放電点火器４６の両方の動作を制御する。実用上、ＥＣＵは、適切な時間でマルチポイント燃料噴射装置に対する作動パルスを発生し、マルチポイント燃料噴射装置４２を開放し、それによりマルチポイント燃料噴射装置４２が燃料源４４からの燃料を動作パルスの間対応する燃焼室３０へ噴射する。ＥＣＵ４８からの動作パルス間隔は、かくして、マルチポイント燃料噴射装置のそれぞれによって噴射される燃料の量を決定する。ＥＣＵ４８は、また、放電点火器４６適当な時間で動作させる。

ＥＣＵ４８は、主軸２８のクランク角位置とカム位置を表すセンサー５０から入力信号を受け取る。以後これらの信号をクランク角位置と総称する。その結果、センサー４８からの入力を処理することにより、ＥＣＵは、主軸の回転速度を決定できるだけではなく、主軸のクランク角位置も決定することが可能である。主軸の角位置は、通常はシリンダー２４内のそれぞれのピストンのサイクルだけではなく、特定の行程内のそれぞれのピストンの位置も表している。

さらに、図１において、低温始動噴射装置６０は、加熱された燃料ダメ４４に接続する入口６２を持っている。ＥＣＵ４８は、低温始動燃料噴射装置６０に対する一連のパルスを出すことによって低温始動燃料噴射装置６０動作を制御する。低温始動燃料噴射装置６０による噴射燃料の量は、それぞれのパルスの期間に比例する。

低温始動燃料噴射装置６０の出口６４は、低温始動吸気管６６によって形成される低温始動通路６８を通して燃焼室３０の取入管へ流体的に接続される。単一の低温始動燃料噴射装置６０は、望ましくは、低温始動期間状態の間、燃料を燃焼室３０のすべてに供給する。その代わりに、多数の低温始動燃料噴射装置６０を設け、異なるシリンダーのそれぞれの低温始動噴射装置に連結することも可能である。

さらに、図１において、低温始動吸気管６６は、低温始動燃料噴射装置６０のための個々のランナー７０により流体的に接続されている。その結果、それぞれのランナー７０は、対応する燃焼室３０の吸入弁４０のすぐ上流側で、主吸入管通路３４へ開口しており、さらに、低温始動通路６８の容積は、すでに説明した理由で主吸入管３４の容積よりかなり少ないことが望ましい。

低温始動燃料噴射装置６０からの燃料を蒸発させるために、電気エネルギーを受けるヒーター７３は、低温始動燃料噴射装置６０の出口６４に近接して設けられる。このようなヒータ７３は、良くとられる構成であり、低温始動運転状態の間、燃焼室３０に対してより効率よく燃焼させるために低温始動燃料噴射装置６０からの燃料を蒸発させる。

図２には、８シリンダー、４サイクルエンジンのシリンダーの動作チャートの例が示され、それぞれのエンジンサイクルは、吸入、圧縮、爆発、排気行程からなっている。例えば、吸気から排気に及ぶそれぞれの全エンジンサイクルは、通常主軸２８（図１）の２回転に対応する。

エンジンの始動中は、ＥＣＵ４８は、主軸２８の回転速度を監視し、主軸２８の回転速度が予め設定された値、例えば、７０−１００ｒｐｍに至ったときだけ低温始動燃料噴射装置６０の動作を開始する。低温始動燃料噴射装置６０の開始は、図２の時点７２に示されている。

特に、図２において、時点７２では、シリンダー７は、吸入行程のほぼ６５％の位置にある。しかし、シリンダー２は、吸入行程のほぼ１７％に位置する。他のすべてのエンジン２０のシリンダーは、異なるエンジンサイクル行程にある。

図３に、本発明の８シリンダーエンジン２０の簡略構成が示され、その中で低温始動吸気管６６は、２つの副吸気管７４と７６に分かれている。副吸気管７４は、ランナーを通してシリンダー１−４に流体的に接続されているが、副吸気管７６は、それぞれのランナーを通してシリンダー５−８へ流体的に接続されている。したがって、時点７２（図２）において、例えば、低温始動燃料噴射装置６０の動作開始時点で、シリンダー７は、副吸気管７６から空気を吸入し、一方、シリンダー２は、逆に副吸気管７４から空気を導き入れ、低温始動燃料噴射装置６０による燃料の最初の噴射と同時に低温始動吸気管６６へ空気を導きいれる。

時点７２での低温始動燃料噴射装置６０の動作の間、低温始動燃料噴射装置６０からの空気／燃料混合気は、低温始動燃料噴射装置６０からの空気／燃料混合気の搬送遅れのためにシリンダー２、シリンダー７（例示されている）のいずれにも未だ達してはいない。低温始動燃料噴射装置６０からの搬送遅れを補償し、低温始動燃料噴射装置６０の作動と同時に、例えば、時点７２（図２）で所定の空気／燃料混合気をエンジンの燃焼室に送るように、ＥＣＵ４８は、対応する燃焼室へ望ましい所定の空気／燃料混合気を噴射するのに十分な時間の間、シリンダー７，２に対応するマルチポイント燃料噴射装置を同時に作動させる。

図４には、本発明の動作を図示するフローチャートが示されている。ステップ９０において、ＥＣＵは、主軸のエンジン回転数を監視し、エンジン速度が予め設定された値Ｒに達したかどうかを決定する。もし、達していなければステップ９０は、設定値Ｒに達するまで繰り返し続ける。一旦設定されたエンジン速度Ｒに到達すると、ステップ９０は、ステップ９２へ分岐する。

ステップ９２では、ＥＣＵ４８は、低温始動燃料噴射装置６０を動作させ、そしてステップ９４へ進める。ステップ９４では、ＥＣＵは、主軸２８の角度位置を入力し、どのエンジンが４行程サイクルの吸入行程にあるかを決定するだけではなく、それぞれの吸入行程のうちで関係するエンジンシリンダーの位置を決定する。ステップ９４は、その後ステップ９６へ分岐する。

ステップ９６では、ＥＣＵ４８は、時点７２からエンジンに導入された空気量から副空気吸入管７４，７６、関連するランナー７０内の全空気量を差し引くことにより吸入行程にある、特定のシリンダーに達した空気／燃料混合気の量を計算する。それは、すべての空気が副吸気管７４，７６、ランナー７０からエンジンに導入された後のエンジン２０の燃焼室３０へ実際に到達したランナーからの燃料供給量である。ステップ９６は、それからステップ９８に分岐する。

ステップ９８では、ＥＣＵ４８は、低温始動燃料噴射装置６０からの空気／燃料混合気を混合したとき、すぐに時点７２で低温始動燃料噴射装置６０の動作に続いて設定された空気／燃料混合気を供給するために吸入行程の間、燃焼室３０に関連するマルチポイント燃料噴射装置を作動させる。その後、ステップ９８は、分岐してステップ９４へ戻り、そして、マルチポイント燃料噴射装置の必要な動作を副吸気管７２，７４のすべての空気、例えば、エンジンに導入された空気が除去されるまで繰り返し計算する。その時点で、ＥＣＵは、マルチポイント噴射装置の動作を停止し、低温始動燃料噴射装置６０だけが、エンジンの暖機期間が終了するまで燃料を燃焼室３０へ供給する。

例えば、時点７２（図２）で動作する４．６リットルの８シリンダーを仮定すると、それぞれのシリンダーに導入される体積は、次式に等しい。

４．６Ｌ／８＝０．５７５Ｌ／シリンダー
さらに、それぞれの低温始動副吸気管７４が副吸気管７４、または７６毎に０．５リットルの総体積容量を持ち、それぞれのランナー７０が０．１４リットルの総容量を持つ仮定する。前述したように、時点７２でシリンダー７は、吸入行程のほぼ３５％を、一方、シリンダー２は、吸入行程のほぼ８３％を残していると仮定する。時点７２での副吸入管７６からシリンダー７へ導入される空気総量は、つぎのように計算される。

０．３．５×０．５７５Ｌ＝０．２Ｌ
時点７２でのシリンダー７から導入される空気０．２リットルのうち、０．１４リットルがシリンダー７に関連するランナー７０から導入され、残りの０．０６リットルの空気は副吸気管７６から導入される。

同様に、シリンダー２は、時点７２において、その吸入行程のほぼ８３％残っているので、シリンダー２に導入された空気の量は、次のように計算される。

０．８３×０．５７５Ｌ＝０．４８Ｌ
時点７２において、シリンダー２に導入された０．４８リットルの空気は、０．１４リットルがシリンダー２に関連するランナー７０からであり、残り０．３４リットルは、副吸気管７４から導入されたものである。

始めは、時点７２では、シリンダー６（図２参照）の吸入サイクルの間、シリンダー７および２のエンジン燃焼室へ達する低温始動燃料噴射装置６０からの燃料は全くない。その結果、ＥＣＵは、もし、そのシリンダー内で望ましい空気／燃料比を得ることが必要であれば、マルチポイント燃料噴射装置を動作させ、低温始動燃料噴射装置からの燃料を一緒にして、供給する。その後、低温始動燃料噴射装置６０からの燃料供給が始まって燃焼室３０へ達する。

このときには、マルチポイント燃料噴射装置により供給される燃料の総計は、減少する。そのため、低温始動燃料噴射装置から供給される供給燃料と合わせたとき、燃焼室に対して設定された空気／燃料混合気量になる。実用上、副吸入管７２，７４からのすべての空気を除去するのみならず燃焼室３０に関連するすべてのランナーからの空気を除去するためには、それぞれの一回の全吸入行程が必要である。マルチポイント燃料噴射装置と低温始動燃料噴射装置６０により供給される燃料量を示すテーブルは、例として次に示されている。

時点７２で、副吸入管から追加の燃料を供給することによって、本発明は、十分な燃料が燃焼室３０へ供給され、エンジンの燃焼を可能にすることを保証する。これは、エンジンからの排出物レベルをより改善することになる。前に述べたエンジンと違い、エンジンから排出される未燃焼燃料が除去されるか、少なくとも減少する。計算された燃料量は、実際のエンジン状態を補償するために修正されることが経験上理解できるであろう。

エンジンの急速な暖機を行うには、従来では、低温始動燃料噴射装置の動作している間に、相当に大量の燃料をエンジンに供給しなければならない。前に述べた低温始動噴射装置は、シリンダーの吸入工程毎に単一のパルスに対してＥＣＵ４８によって作動させ、そのシリンダーへ燃料を供給する。これは、低温始動装置のヒータを過負荷にし、動作温度以下にヒータを冷やすことがある。これが起こると、完全な燃料の蒸発ができなくなり、望ましくない結果となる。

図５のステップ１１０において、気化していない燃料がエンジンに到達する可能性を少なくするための対策として、ＥＣＵは、それぞれの燃焼室３０のそれぞれの吸入行程に対する単一パルスに対して低温始動燃料噴射装置を作動させるのではなく、ステップ１１０において、ＥＣＵは、複数の副パルスにより低温始動燃料噴射装置を作動し、ヒータ７３が過負荷になる可能性を低くしている。

図６には、複数の副パルスによる低温始動燃料噴射装置６０の動作が図式的に示されている。それぞれのグループの副パルス１１２は、単一の燃焼室に対して燃料供給をする。望ましくは、それぞれのグループの副パルスは、少なくとも２つ、望ましくは３つ、あるいはそれ以上の副パルスであっても良い。

従来から知られている単一パルスを低温始動燃料噴射装置からの燃料噴射の複数の副パルスに置き換えることにより、それぞれの副パルスは、公知の単一燃料パルスよりも、ヒータ７３を熱的に低く冷却する結果となる。さらに、副パルスの間隔は、ヒータ７３を隣接する副パルス間の時間間隔を幾分改善することが可能となり、その結果、ヒータ７３は実質的に運転温度を維持し、燃料が完全に気化することを保証するのである。

図７に、エンジン始動中の窒素酸化物排出物量を低減する対策が示されている。ステップ１２０では、ＥＣＵは、放電点火器４６の全部ではなく少なくともひとつを可変的に遅らせる。その結果、少なくとも一つの放電点火器の点火時期は、他の放電点火器とは異なっている。

残りのシリンダーに関する１−１０°だけの限られた数のエンジンシリンダーの放電点火器を遅らすことによって、燃料は、エンジンからの排出蒸気中に排出される。そして、触媒コンバーターへ排出される。そのようにすると、もし、放電点火器が遅らせられるすべてのエンジンシリンダーに対して遅らせる場合、触媒コンバーターは、その運転温度をもっと早く、しかも、付随的な逆効果を引き起こすことがない。

エンジンシリンダーに対して可変的に放電を遅くするエンジンの始動中の安定度を良くするために、望ましくは、対になったシリンダーを一致させること、例えば、２バンクのエンジンのうち、対向するバンクを横切って配列されたシリンダーが同じ量だけ可変的に遅らされる。

さらに、排出口と触媒コンバーターとの間が最短距離であるエンジンシリンダーに対する放電点火は、触媒コンバーターを急速に加熱するため他のシリンダー関して放電点火をさらに遅くされる。

実用上は、触媒コンバーターが一度運転温度に達すると、放電を可変的に遅らすことをやめなければならない。その上、可変的に放電を遅らせる間は、エンジンの機能は不十分であり、一旦変速機が繋がっているとき付加的な機能命令を十分に行わせることができないので、変速機が繋るか、あるいは、ギアが入っているとき、放電を可変的に遅らすことはやめなければならない。

以上の説明から、本発明は、エンジンの始動時における窒素酸化物の排出を最小にするための多くの燃料対策、急速なエンジン始動、急速なエンジン暖機運転を行えることが明らかである。しかしながら、記載されたクレームの範囲内で本発明の精神を逸脱することなく、上述した本発明に対して種々変更できることは当業者にとって明らかであろう。

本発明の実施形態を示すブロックダイアグラムである。 ８シリンダーエンジンに対するシリンダー動作チャートである。 ８シリンダーエンジンに対する低温始動燃料噴射装置を示すブロックダイアグラムである。 本発明の実施形態を示すフローチャートである。 本発明の変形例を示すフローチャートである。 図５のフローチャートの動作を示すチャートである。 本発明の変形例を示すフローチャートである。

符号の説明

２０…内燃機関、２２…エンジンブロック、２６…ピストン、２４…シリンダー、２８…主クランクシャフト、３０…燃焼室、３２…空気吸入管、３４…主空気取入通路、４０…弁、４２…マルチポイント燃料噴射装置、４８…電子制御ユニット、６０…低温始動燃料噴射装置。

Claims (21)

1. 複数の燃焼室、それぞれの燃焼室に流体的に接続する吸入空気通路、および燃料源を備える内燃機関に用いるエンジン始動燃料制御装置において、
   それぞれの燃焼室に連絡し、前記燃料源へ接続する入口と、関連する燃焼室に隣接する前記吸入空気通路へ流体的に接続された出口とを有するマルチポイント燃料噴射装置と、
   前記燃料源へ接続する入口と、それぞれの燃焼室へ低温始動通路を介して流体的に接続した出口を有する低温始動燃料噴射装置と、
   選択的に前記マルチポイント燃料噴射装置および前記低温始動燃料噴射装置を動作させる処理装置を備え、前記処理装置は、エンジンの始動時に少なくとも一つの燃焼室へ前記低温始動燃料噴射装置により導入される空気／燃料混合気量を決定するための手段を備え、前記処理装置は、前記決定手段に応じてエンジンの始動の間、前記マルチポイント噴射装置を選択的に作動させ、それぞれの燃焼室へ予め決められた量の空気／燃料混合気を送り込むことを特徴とするエンジン始動燃料制御装置。
2. 請求項１において、前記決定手段は、始動中、それぞれの燃焼室へ低温始動噴射装置により導入される空気／燃料混合気の量を決定するエンジン始動燃料制御装置。
3. 請求項１において、エンジンは、主軸を備え、前記主軸の角位置を表す出力信号を出力する位置センサーを備え、位置センサーからの前記出力信号は、前記処理手段へ入力信号として与えられ、前記処理手段は、前記位置センサーの出力信号に応じて、エンジンの始動中、主駆動軸の回転数を決定し、始動中、前記主軸の回転速度が設定された速度のとき、前記マルチポイント燃料噴射装置と低温始動燃料噴射装置を作動させるエンジン始動燃料制御装置。
4. 請求項１において、それぞれのエンジン燃焼室に関連する放電点火器と、放電点火器の動作を遅らせる手段と、エンジン暖機中、少なくとも一つの燃焼室に対する放電点火器の作動を遅らせる手段を備えるエンジン始動燃料制御装置。
5. 請求項４において、前記遅延手段は、エンジンの始動中、少なくとも一つの放電点火器の点火タイミングを遅らせる手段を備え、少なくとも一つの放電点火器の点火タイミングは、他の放電点火器の点火タイミングと異なるエンジン始動燃料制御装置。
6. 請求項１において、前記処理手段は、間隔をもった少なくとも２つのパルスの期間の間作動し、シリンダー毎に燃料供給するエンジン始動燃料制御装置。
7. 請求項１において、前記処理手段は、シリンダー毎、燃料供給毎に間隔を持つ少なくとも３つのパルスの期間の間、前記低温始動燃料噴射装置を作動するエンジン始動燃料制御装置。
8. 複数の燃焼室、それぞれの燃焼室に流体的に接続する吸入空気通路、入口および出口を備え、その出口は、燃焼室および燃料源に流体的に接続されている低温始動燃料通路を備えた内燃機関に用いるエンジン始動燃料制御装置において、
   それぞれの燃焼室に関連し、それぞれが燃料源に流体的に接続する入口と、関連する燃焼室に隣接する吸入空気通路に流体的に接続される出口を有し、作動中、関連する燃焼室に燃料を噴射するマルチポイント燃料噴射装置、
   前記燃料源に流体的に接続する入口と、低温始動燃料の入口と流体的につながっている出口を備え、作動中、低温始動燃料通路の入口に燃料を導入する低温始動燃料噴射装置、
   エンジンの始動中、それぞれの燃焼室内の予め決められた燃焼可能な量を供給する処理手段を備え、エンジンの始動中、選択的に前記マルチポイント燃料噴射装置を作動することにより、燃料をそれぞれの燃焼室へ供給し、低温始動燃料噴射装置から低温始動燃料通路を通して供給する供給燃料の搬送遅れを十分補償することを特徴とするエンジン始動燃料制御装置。
9. 請求項８において、エンジンは主軸を備え、前記主軸が設定された回転速度なったとき、前記処理手段は、前記低温始動燃料噴射装置と前記マルチポイント燃料噴射装置の動作を開始するエンジン始動燃料制御装置。
10. 請求項８において、それぞれの燃焼室に関連する放電点火器を有する放電点火装置と、エンジンの始動中、少なくとも一つの燃焼室に対し放電点火装置の動作を遅らせる手段を備えるエンジン始動燃料制御装置。
11. 請求項１０において、前記抑制手段は、エンジンの始動中、少なくとも一つの放電点火装置の点火時期を遅らせる手段を備えるエンジン始動燃料制御装置。
12. 請求項８において、前記処理装置は、シリンダー毎の燃料供給を少なくとも２つの間隔を持つパルスの期間、低温始動燃料噴射装置を作動するエンジン始動燃料制御装置。
13. 請求項８において、前記処理装置は、シリンダー毎、に燃料供給毎に少なくとも３つの間隔を持つパルスの期間、低温始動燃料噴射装置を作動するエンジン始動燃料制御装置。
14. 内燃機関の燃料制御方法であって、エンジン始動中、多数の燃焼室を有し、そのエンジンは、主軸、それぞれの燃焼室に関連するマルチポイント燃料噴射装置、作動中、燃料を少なくとも複数の燃焼室へ始動燃料通路を通して供給する低温始動燃料噴射装置を備え、
    主軸の回転速度と角度位置を決定するステップと、
    主軸が設定された回転速度に達したとき低温始動燃料噴射装置を作動するステップと、
    主軸の角位置の機能や低温燃料噴射装置の作動時間として低温始動燃料噴射装置によりそれぞれの燃焼室へ供給する空気／燃料量を計算するステップと、
    選択的に少なくとも一つのマルチポイント燃料噴射装置を作動させ、前記計算ステップに応じてそれぞれの燃焼室へ前記低温始動燃料噴射装置およびマルチポイント燃料噴射装置からの補給燃料量が予め設定した量になるようにする内燃機関の燃料制御方法。
15. 請求項１４において、エンジンの始動中に少なくとも一つの燃焼室内の燃焼を遅らせるステップを備える内燃機関の燃料制御方法。
16. 請求項１５において、エンジンの始動中に少なくとも一つの燃焼室内に燃焼を遅らせるステップを備え、他の燃焼室との量を異ならせる内燃機関の燃料制御方法。
17. 請求項１４において、前記作動ステップは、複数のパルスにより、低温始動燃料噴射装置によってそれぞれの燃焼室へ供給される燃料供給のために、低温始動燃料噴射装置を作動するステップを備える内燃機関の燃料制御方法。
18. 請求項１４の方法において、前記作動ステップは、さらに選択的にそれぞれのマルチポイント燃料噴射装置を前記算出ステップに応じて予め組み合わされた前記低温始動燃料噴射装置およびそれぞれの燃焼室における前記マルチポイント燃料噴射装置からの燃料供給を行う低温噴射燃料の内燃機関の燃料制御方法。
19. 複数の燃焼室、それぞれの燃焼室に流体的に連結している取入空気通路、それぞれの燃焼室に連絡している放電点火器および燃料源を有する内燃機関用エンジン始動燃料制御装置において、エンジン始動の間、燃焼室に燃料を供給する手段と、燃焼室に連絡した放電点火器を選択的に動作させ、燃焼室内で燃料の燃焼を開始する手段と、エンジンの始動中、少なくとも一つの放電点火器の動作を選択的に遅らせる手段を有する内燃機関用エンジン始動燃料制御装置。
20. 請求項１９において、内燃機関は、２つの群のシリンダーを備え、前記選択的遅延手段は、対向するエンジン群における２つの配置されたシリンダーの点火を遅くするエンジン始動制御装置。
21. 複数の燃焼室、それぞれの燃焼室に流体的に連絡している吸入空気通路、入口および出口を有し、その出口は、燃焼室および燃料源に流体的に連絡している低温燃料通路を備えた内燃機関用のエンジン始動燃料制御装置において、
    それぞれの燃焼室に関連するマルチポイント燃料噴射装置と、燃料源に接続する入口および低温始動燃料通路に流体的に接続する出口を有し、作動時に低温始動燃料通路の入口へ燃料を導入する低温始動燃料噴射装置と、複数のパルスにより低温燃料噴射装置を作動し、それぞれの燃焼室のそれぞれの燃焼サイクルの間、燃料供給を行う手段とを備えることを特徴とする内燃機関用エンジン始動燃料制御装置。
    

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