JP2590557B2 - 内燃機関用エアブラスト弁の制御装置 - Google Patents

内燃機関用エアブラスト弁の制御装置

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JP2590557B2 JP2091489A JP2091489A JP2590557B2 JP 2590557 B2 JP2590557 B2 JP 2590557B2 JP 2091489 A JP2091489 A JP 2091489A JP 2091489 A JP2091489 A JP 2091489A JP 2590557 B2 JP2590557 B2 JP 2590557B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関用エアブラスト弁の制御装置に関す
る。
〔従来の技術〕
内燃機関の燃焼室内に配置されかつ圧縮空気通路を介
して圧縮空気源に連結されたノズル口と、圧縮空気通路
内に燃料を供給する燃料供給装置と、ノズル口の開閉制
御を行なう開閉分とを具備し、開閉弁が開弁したときに
ノズル口から燃料が圧縮空気と共に燃料室内に噴出せし
められるエアブラスト弁が公知である(特表昭63−5003
23号公報参照)。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところでこのようにエアブラスト弁のノズル口を燃焼
室内に配置した場合には燃焼が行われる毎にカーボンが
ノズル口に付着する。この場合、この付着したカーボン
は次に燃料と圧縮空気が噴出するときに燃料および圧縮
空気によって洗い流され或いは吹き飛ばされるがこのカ
ーボンがひとたび洗い流され或いは吹き飛ばされても次
の燃焼が行われると再びカーボンが付着するので同じ様
なカーボンの洗い流し作用および吹き飛ばし作用が半永
久的に繰返されることになる。この場合カーボンの洗い
流し作用或いは吹き飛ばし作用が強力な場合にはノズル
口にカーボンが堆積することがないがさほど強力でない
場合には次第にカーボンがノズル口に堆積し、ついには
開閉弁が完全に閉弁いなくなるという問題を生ずる。
〔課題を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために本発明によれば内燃機関
の燃焼室内に配置されかつ圧縮空気通路を介して圧縮空
気源に連結されたノズル口と、圧縮空気通路内に燃料を
供給する燃料供給装置と、ノズル口の開閉制御を行なう
開閉弁とを具備し、開閉弁が開弁したときにノズル口か
ら燃料が圧縮空気と共に燃焼室内に噴出せしめられるエ
アブラスト弁において、燃焼室内への燃料の供給を停止
すべきときには燃料供給装置からの燃料の供給を停止す
ると共に開閉弁を複数回開弁せしめるようにしている。
〔作 用〕
燃料の供給を停止したとき、即ちカーボンが付着する
ことがないときに開閉弁を複数回開弁せして圧縮空気を
ノズル口から噴出させることによって圧縮空気を噴出さ
せる毎に堆積カーボンの量が減少する。
〔実施例〕
第1図に2サイクル内燃機関の全体図を示す。第1図
を参照すると、1はシリンダブロック、2はシリンダブ
ロック1内において往復動するピストン、3はシリンダ
ブロック1上に固締されたシリンダヘッド、4はピスト
ン2とシリンダヘッド3間に形成された燃焼室、5は給
気弁、6は給気ポート、7は排気弁、8は排気ポート、
9は燃焼室4内に向けて燃料を圧縮空気と共に噴出する
エアブラスト弁を夫々示す。図面には示さないがシリン
ダヘッド3の内壁面中央部には点火栓が配置される。給
気ポート6は給気枝管10を介してサージタンク10に連結
され、サージタンク10は機関駆動の機械式過給機12、給
気ダクト13a、エアフローメータ14および給気ダクト13b
を介してエアクリーナ15に連結される。給気ダクト13内
にはスロットル弁16が配置される。
第2図にエアブラスト弁9の拡大断面図を示す。第2
図を参照するとエアブラスト弁9のハウジング30内には
まっすぐに延びる圧縮空気通路31が形成され、この圧縮
空気通路31の先端部には燃焼室4(第1図)内に位置す
るノズル口32が形成される。圧縮空気通路31内には開閉
弁33が配置され、この開閉弁33の外端部にはノズル口32
の開閉制御をする弁体34が一体形成される。ハウジング
30内には開閉弁33と共軸的に配置されかつ圧縮ばね35に
よって開閉弁33に向けて付勢された可動コア36と、可動
コア36を吸引するためのソレノイド37が配置される。開
閉弁33の内端部は圧縮ばね38によって可動コア36の端面
に当接せしめられており、圧縮ばね38のばね力は圧縮ば
ね35のばね力よりも強いので通常ノズル口32は開閉弁33
の弁体34によって閉鎖されている。ソレノイド37が付勢
されると可動コア36が開閉弁33の方向に移動し、その結
果開閉弁33の弁体34がノズル口32を開口せしめる。一
方、圧縮空気通路31からは圧縮空気通路31から斜めに延
びる圧縮空気通路39が分岐され、この圧縮空気通路39は
圧縮空気供給口40に連結される。ハウジング30には燃料
噴射弁41が取付けられ、この燃料噴射弁41のノズル孔42
からは燃料が圧縮空気通路39内に向けて噴射される。
第1図に示されるようにエアフローメータ14とエアク
リーナ15間の給気ダクト13bからはエアブラスト用空気
通路17が分岐され、このエアブラスト用通気通路17は機
関駆動のベーンポンプ18および圧縮空気通路19を介して
圧縮空気分配室20に連結される。この圧縮空気分配室20
は各気筒に対して夫々設けられたエアブラスト弁9の圧
縮空気供給口40に連結される。圧縮空気通路19内には圧
縮空気分配室20内の圧縮空気圧を予め定められた一定圧
に維持するための調圧弁21が配置され、余分な圧縮空気
は圧縮空気返戻通路22を介して給気ダクト13b内に返戻
される。従ってエアブラスト弁9の圧縮空気通路31,39
は一定圧の圧縮空気によって満たされている。
第3図に給気弁5および排気弁7の開弁期間、燃料噴
射弁41からの燃料噴射期間おび開閉弁33の弁体34の開弁
期間、即ちエアブラスト弁9の開弁期間を示す。第3図
に示されるように第1図に示す実施例では排気弁7が給
気弁5よりも先に開弁し、先に閉弁する。また、第3図
に示されるように開閉弁33の弁体34が開弁する前に、即
ちエアブラスト弁9が開弁する前に燃料噴射弁41から圧
縮空気通路39内の圧縮空気内に向けて燃料が噴射され
る。次いでエアブラスト弁9が開弁するとノズル口32か
ら噴射燃料が圧縮空気と共に燃焼室4内に噴射される。
一方、第1図に示されるように排気弁7側の給気弁5の
開口を給気弁5の全開弁期間に亘って覆うマスク壁23が
シリンダヘッド3の内壁面上に形成される。従って給気
弁5が開弁すると新気は給気ポート6から排気弁7と反
対側の吸気弁5の開口を通って燃焼室4内に供給され
る。その結果新気は矢印Sで示すように燃焼室4の周壁
面に沿って流れ、斯くして良好なループ掃気が行なわれ
ることになる。
第1図に示されるようにエアブラスト弁9は電子制御
ユニット50の出力信号によって制御される。この電子制
御ユニット50は双方向性バス51によって相互に接続され
たROM(リードオンリメモリ)52、RAM(ランダムアクセ
スメモリ)53、CPU(マイクロプロセッサ)54、入力ポ
ート55および出力ポート56を具備する。シリンダブロッ
ク1には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する水
温センサ57が取付けられ、この水温センサ57の出力電圧
はAD変換器58を介して入力ポート55に入力される。エア
フローメータ14は吸入空気量に比例した出力電圧を発生
し、この出力電圧はAD変換器59を介して入力ポート55に
入力される。また、スロットル弁16にはスロットル弁16
がアイドリング開度にあることを検出するスロットルス
イッチ60が連結され、このスロットルスイッチ60の出力
信号が入力ポート55に入力される。また、入力ポート55
には例えばピストン2が圧縮上死点位置にあることを検
出する上死点検出センサ61と、例えばクランクシャフト
が15度回転する毎に出力パルスを発生するクランク角セ
ンサ62が接続される。このクランク角センサ62の出力パ
ルスから機関回転数が計算される。一方、出力ポート56
は対応する駆動回路63,64を介してエアブラスト弁9の
ソレノイド37、および燃料噴射弁41に接続される。
本発明では減速運転時において燃料の供給が停止せし
められたときにノズル口32から圧縮空気のみが複数回噴
出せしめられ、この圧縮空気によってノズル口32に堆積
したカーボンが吹き飛ばされる。
次に第4図に示すタイムチャートを参照しつつ第5図
からく第7図に示すフローチャートを参照してエアブラ
スト弁9の制御について説明する。
第5図は燃料の供給を停止すべきときにセットされる
カットフラグFの制御ルーチンを示している。このルー
チンは一定時間毎に割込みによって実行される。
第5図を参照するとまず初めにステップ70において水
温センサ57の出力信号に基いて機関冷却水温Tが予め定
められた一定値T0よりも高いか否かが判別される。T
T0のとき、即ち暖機完了前であればステップ71に進んで
カットフラグFがリセットされ、従ってこのときには燃
料の供給が停止されることがない。一方、T>T0のと
き、即ち暖機完了後にはステップ72に進んでスロットル
スイッチ60の出力信号に基きスロットル弁16がアイドリ
ング開度であるか否かが判別される。スロットル弁16が
アイドリング開度である場合にはステップ73に進んで機
関回転数Nが予め定められた設定回転数N0よりも大きい
か否かが判別される。N>N0のときはステップ74に進ん
でカットフラグFがセットされる。一方、ステップ72に
おいてスロットル弁16がアイドリング開度でないとされ
たとき、或いはステップ73においてNN0と判別された
ときにはステップ71に進んでカットフラグFがリセット
される。即ち、第4図に示されるようにスロットル弁16
が開弁せしめられたときの機関回転数Nが設定回転数N0
よりも高ければカットフラグFがセットされ、その後N
N0になったときにカットフラグFがリセットされる。
第6図はエアブラスト弁9を制御するためのルーチン
を示している。このルーチンは例えば360クランク角毎
の割込みによって実行される。
第6図を参照するとまず初めにステップ80においてエ
アフローメータ14の出力信号および機関回転数から燃料
噴射弁41からの燃料噴射時間TAUが計算される。次いで
ステップ81ではカットフラグFがセットされているか否
かが判別される。カットフラグがリセットされている場
合にはステップ82に進んで燃料噴射弁41からの噴射処理
が行われる。この噴射処理は燃料噴射時間TAUに基いて
燃料噴射開始時期および燃料噴射完了時期を定める処理
である。クランク角がこの燃料噴射開始時期になると燃
料噴射弁41から燃料の噴射が開始され、燃料噴射完了時
期になると燃料の噴射が停止せしめられる。次いでステ
ップ83ではエアブラスト弁9の開弁処理が行われる。こ
のエアブラスト弁9の開弁処理は開弁時期と閉弁時期を
定める処理である。クランク角がこの開弁時期になると
開閉弁33が開弁せしめられ、閉弁時期になると開閉弁33
が閉弁せしめられる。
一方、ステップ81においてカットフラグFがセットさ
れていると判別されたときはステップ83にジャンプす
る。従ってこのときは第4図(A)に示されるように燃
料噴射弁41からの燃料噴射作用が停止せしめられ、一方
カットフラグFがセットされている間開閉弁33、即ちエ
アブラスト弁9が繰返し開弁せしめられる。従ってこの
ときにはエアブラスト弁9のノズル口32から圧縮空気の
みが繰返し噴出せしめられ、この圧縮空気によってノズ
ル口32に堆積したカーボンが吹き飛ばされる。
第7図はエアブラスト弁9を制御するための別の実施
例のルーチンを示している。このルーチンも例えば360
クランク角毎の割込みによって実行される。
第7図を参照するとまず初めにステップ90においてエ
アフローメータ14の出力信号および機関回転数から燃料
噴射弁41からの燃料噴射時間TAUが計算される。次いで
ステップ91ではカットフラグFがセットされているか否
かが判別される。カットフラグがリセットされている場
合にはステップ92に進んで燃料噴射弁41からの噴射処理
が行われる。この噴射処理は前述したように燃料噴射時
間TAUに基いて燃料噴射開始時期および燃料噴射完了時
期を定める処理である。従ってクランク角がこの燃料噴
射開始時期になると燃料噴射弁41から燃料の噴射が開始
され、燃料噴射完了時期になると燃料の噴射が停止せし
められる。次いでステップ93においてカウンタCがクリ
アされ、次いでステップ94ではエアブラスト弁9の開弁
処理が行われる。このエアブラスト弁9の開弁処理は前
述したように開弁時期と閉弁時期を定める処理である。
従ってクランク角がこの開弁時期になると開閉弁33が開
弁せしめられ、閉弁時期になると開閉弁33が閉弁せしめ
られる。
一方、ステップ91においてカットフラグFがセットさ
れていると判別されたときはステップ95に進んでカウン
タCのカウント値が1だけインクリメントされる。次い
でステップ96に進み、カウンタCのカウント値が予め定
められた一定値C0、例えば5を越えたか否かが判別され
る。CC0のときにはステップ94に進み、C>C0のとき
には処理サイクルを完了する。従ってこの実施例では第
4図(B)に示されるように燃料噴射弁41からの燃料噴
射作用が停止せしめられてからC0回だけ開閉弁33、即ち
エアブラスト弁9が繰返し開弁せしめられる。このとき
にはエアブラスト弁9のノズル口32から圧縮空気のみが
C0回噴出せしめられ、この圧縮空気によってノズル口32
に堆積したカーボンが吹き飛ばされる。
〔発明の効果〕
エアブラスト弁のノズル口にカーボンが堆積するのを
阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は2サイクル内燃機関の全体図、第2図はエアブ
ラスト弁の拡大側面断面図、第3図は給排気弁の開弁期
間、エアブラスト弁の開弁期間等を示す線図、第4図は
タイムチャート、第5図はカットフラグを制御するため
のフローチャート、第6図はエアブラスト弁を制御する
ためのフローチャート、第7図はエアブラスト弁を制御
するための別の実施例を示すフローチャートである。 4……燃焼室、5……給気弁、 7……排気弁、9……エアブラスト弁、 31,39……圧縮空気通路、32……ノズル口、 33……開閉弁、37……ソレノイド、 41……燃料噴射弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 館 隆雄 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 仁平 裕昭 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 増渕 匡彦 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−168934(JP,A) 特開 昭61−123760(JP,A) 特開 昭63−109279(JP,A) 特表 昭63−500323(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関の燃焼室内に配置されかつ圧縮空
    気通路を介して圧縮空気源に連結されたノズル口と、圧
    縮空気通路内に燃料を供給する燃料供給装置と、ノズル
    口の開閉制御を行なう開閉弁とを具備し、開閉弁が開弁
    したときにノズル口から燃料が圧縮空気と共に燃焼室内
    に噴出せしめられるエアブラスト弁において、燃焼室内
    への燃料の供給を停止すべきときには上記燃料供給装置
    からの燃料の供給を停止すると共に上記開閉弁を複数回
    開弁せしめるようにした内燃機関用エアブラスト弁制御
    装置。
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