JP2611699B2 - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection device for internal combustion engine

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JP2611699B2
JP2611699B2 JP3000143A JP14391A JP2611699B2 JP 2611699 B2 JP2611699 B2 JP 2611699B2 JP 3000143 A JP3000143 A JP 3000143A JP 14391 A JP14391 A JP 14391A JP 2611699 B2 JP2611699 B2 JP 2611699B2
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internal combustion
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啓壮 武田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃焼と燃費
を改善するため、燃料噴射弁から噴射された燃料を噴射
空気流によって微粒化するエアアシスト装置を備えた、
内燃機関の燃料噴射装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention includes an air assist device for atomizing fuel injected from a fuel injection valve by an injection air flow in order to improve combustion and fuel efficiency of an internal combustion engine.
The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関がより少ない燃料でかつ効率良
く燃焼するためにはまず第1に、燃料を最も燃焼し易い
状態にして燃焼室に供給する必要がある。そして、近年
の燃料噴射弁(フュエルインジェクタ)を装着する内燃
機関に対しては、燃料噴射弁より噴射された燃料の微粒
化を促進するために、外部からの空気を燃料噴射弁の噴
口近傍に向けて勢いよく噴出し、噴射燃料の霧化を促進
するエアアシスト装置を備えた燃料噴射装置が提案され
ており、更に微粒化された燃料とアシストエアとの混合
気を吸気弁近傍まで導くようにした混合気通路を提供す
る筒状部材(ロングノズル)を燃料噴射弁に装着させた
燃料噴射装置が提案されている(実開昭64-11364号公
報) 。
2. Description of the Related Art In order for an internal combustion engine to burn efficiently with less fuel, first, it is necessary to supply fuel to a combustion chamber in a state where combustion is most easily performed. For an internal combustion engine equipped with a fuel injection valve (fuel injector) in recent years, in order to promote atomization of fuel injected from the fuel injection valve, external air is supplied to the vicinity of the injection port of the fuel injection valve. There has been proposed a fuel injection device having an air assist device that spouts vigorously and promotes atomization of injected fuel, and further guides an air-fuel mixture of atomized fuel and assist air to near an intake valve. There has been proposed a fuel injection device in which a cylindrical member (long nozzle) for providing a mixed gas passage is mounted on a fuel injection valve (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 64-11364).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで上述したよう
な筒状部材を燃料噴射弁先端に装着する燃料噴射装置に
おいては、混合気通路が長いために機関の低温時などに
ノズルの先端や内壁面に燃料が付着することがあり、燃
料霧化が悪化したり、或いは付着燃料がある運転条件
(例えば減速時)において一気に蒸発したりして機関の
空燃比制御精度が低下することがある。また、ノズル内
壁面にはこの燃料の他、機関運転停止時に吸気中の水分
が結露し付着することがあり、寒冷地などにおいてはこ
の水滴が氷結して機関冷間始動時に霧化燃料が噴射され
ない、いわゆるアイシング現象が発生することがある。
However, in the fuel injection device in which the above-described cylindrical member is mounted on the tip of the fuel injection valve, the tip of the nozzle or the inner wall surface of the fuel injection valve is low when the temperature of the engine is low because the mixture passage is long. The fuel may adhere to the engine, and the atomization of the fuel may worsen, or the adhering fuel may evaporate at a stroke under certain operating conditions (for example, during deceleration), which may lower the air-fuel ratio control accuracy of the engine. Also, in addition to this fuel, moisture in the intake air may condense and adhere to the nozzle inner wall surface when the engine operation is stopped.In cold regions, such water droplets freeze, and atomized fuel is injected when the engine is started cold. In some cases, a so-called icing phenomenon may occur.

【0004】本発明はアシストエアによって噴射燃料の
霧化促進する燃料噴射装置の内、混合気通路を燃料噴射
弁の先に形成する場合の上述したような問題を解決する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problem in the case where a mixture passage is formed ahead of a fuel injection valve in a fuel injection device which promotes atomization of injected fuel by assist air.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述し
たような問題を解決するため燃料噴射弁から噴射された
燃料をアシストエアによって微粒化するエアアシスト装
置を備える内燃機関の燃料噴射装置において、上記燃料
噴射弁の噴口より噴射方向下流側に形成され、噴口から
噴射された燃料と、エアアシスト孔から噴射されたアシ
ストエアの混合をおこなう混合気通路と、内燃機関が低
温状態にある時に前記混合気通路を加熱する加熱手段
と、アシストエアの供給を制御するアシストエア供給制
御手段とを備え、前記アシストエア供給制御手段が、前
記内燃機関が高回転であって前記加熱手段の非作動中
は、常時、前記混合気通路にアシストエアを供給し、前
記内燃機関が高回転であって前記加熱手段の作動中は、
前記燃料噴射弁の燃料噴射機関を含む特定の期間のみ、
前記混合気通路にアシストエアを供給することを特徴と
する内燃機関の燃料噴射装置が提供される。
According to the present invention, there is provided a fuel injection device for an internal combustion engine having an air assist device for atomizing fuel injected from a fuel injection valve by assist air in order to solve the above-mentioned problems. In the above, the fuel injection valve is formed on the downstream side in the injection direction from the injection port, from the injection port
The fuel injected and the fuel injected from the air assist holes
The mixture passage for mixing the stir air and the internal combustion engine
Heating means for heating the mixture passage when in a warm state, and an assist air supply system for controlling the supply of assist air.
Control means, wherein the assist air supply control means
The internal combustion engine is running at a high speed and the heating means is not operating
Always supplies assist air to the mixture passage,
While the internal combustion engine is at a high speed and the heating means is operating,
Only during a specific period including the fuel injection engine of the fuel injection valve,
Supplying assist air to the mixture passage.
A fuel injection device for an internal combustion engine is provided.

【0006】[0006]

【作用】内燃機関が低温状態にあるときにはノズル内の
混合気通路の内壁面に付着する燃料や水滴が加熱手段に
よって加熱され蒸発していくためアイシングは防止され
燃料の微粒化が促進される。またエアアシスト供給制御
手段によって、前記内燃機関が高回転であって前記加熱
手段の作動中は、前記燃料噴射弁の燃料噴射機関を含む
特定の期間のみ、前記混合気通路にアシストエアが供給
されるため、混合気通路がアシストエアによって冷却さ
れるのを防止できる。
When the internal combustion engine is in a low temperature state, fuel and water droplets adhering to the inner wall surface of the air-fuel mixture passage in the nozzle are heated and evaporated by the heating means, so that icing is prevented and atomization of the fuel is promoted. Air assist supply control
By means , the internal combustion engine is at high speed and the heating
During operation of the means include the fuel injection engine of the fuel injection valve
Assist air is supplied to the mixture passage only during a specific period
Therefore , the mixture passage can be prevented from being cooled by the assist air.

【0007】[0007]

【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0008】図1は本発明の一実施例としての燃料噴射
装置を示しており、図中1は燃料噴射弁、2は後述する
エアアシスト装置を構成し、例えば機関のスロットル弁
より吸気上流側の吸気通路(図示せず)から取り込まれ
た空気を燃料微粒化のためのアシストエアとして燃料噴
射弁1周りに分配するエアデリバリ、3はエアデリバリ
2に加圧空気を供給するアシストエア供給部である。
FIG. 1 shows a fuel injection device according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fuel injection valve, and reference numeral 2 denotes an air assist device to be described later. An air delivery for distributing air taken in from an intake passage (not shown) of the fuel supply around the fuel injection valve 1 as assist air for atomizing fuel, and an assist air supply unit 3 for supplying pressurized air to the air delivery 2 It is.

【0009】燃料噴射弁1はその中心軸線A上に、燃料
噴射口(以下、噴口と呼ぶ)4を有しており、燃料噴射
弁1の本体内部には中心軸線Aの方向にニードル弁5が
往復動可能に装着されている。
The fuel injection valve 1 has a fuel injection port (hereinafter referred to as an injection port) 4 on its central axis A, and a needle valve 5 is provided inside the main body of the fuel injection valve 1 in the direction of the central axis A. Is reciprocally mounted.

【0010】以上のように構成される燃料噴射装置にお
いて本実施例によれば、燃料噴射弁1の先端には、上記
中心軸線Aに沿ってロングノズル6が装着される。
According to the present embodiment in the fuel injection device configured as described above, a long nozzle 6 is attached to the tip of the fuel injection valve 1 along the central axis A.

【0011】このロングノズル6の内部には、上記噴口
4より中心軸線Aに沿って燃料噴射方向下流側へと延び
るように混合気通路7が形成され、更にこの混合気通路
7と上記エアデリバリ2の内部空間8とを連通するエア
アシスト孔9a,9bが形成される。即ち、この混合気
通路7によって、燃料噴射弁1の噴口4から噴出した燃
料と、エアアシスト装置から供給された空気(アシスト
エア)とが均一に混合され燃料は一層微粒化される。
尚、エアデリバリ2と燃料噴射弁1との間には、内部空
間4を外部よりシールするためのOリング10とインシ
ュレータ11とが装着される。
An air-fuel mixture passage 7 is formed inside the long nozzle 6 so as to extend from the injection port 4 to the downstream side in the fuel injection direction along the central axis A, and the air-fuel mixture passage 7 and the air delivery are further formed. Air assist holes 9a and 9b communicating with the inner space 8 are formed. That is, the fuel injected from the injection port 4 of the fuel injection valve 1 and the air (assist air) supplied from the air assist device are uniformly mixed by the mixture passage 7 to further atomize the fuel.
An O-ring 10 and an insulator 11 for sealing the internal space 4 from the outside are mounted between the air delivery 2 and the fuel injection valve 1.

【0012】本実施例では混合気通路7はロングノズル
6の先端部近傍において、2つの通路7a,7bに分岐
され、混合気噴出口12a,12bを以て開口する。この分
岐通路7a,7bは、混合気通路7を流動してきた微粒
化燃料が均等に分割されるように、また本実施例の場合
2つの吸気弁(図示せず)に向かって噴射されるよう
に、中心軸線Aに対して所定の角度を以て傾斜する。
In this embodiment, the mixture passage 7 is branched into two passages 7a and 7b near the front end of the long nozzle 6, and is opened with mixture ejection ports 12a and 12b. The branch passages 7a and 7b are such that the atomized fuel flowing through the mixture passage 7 is equally divided, and in the case of the present embodiment, is injected toward two intake valves (not shown). Then, it is inclined at a predetermined angle with respect to the central axis A.

【0013】更に本実施例によれば上述した混合気通路
7を加熱する手段として、燃料噴射弁1にはロングノズ
ル6をその長手方向に沿って覆うように加熱ヒータ13
が設けられる。この加熱ヒータ13は、例えばある温度
(キュリー点)に達するとヒータ抵抗値の増大を示す正
温度特性をもったPTC(Positive Temperature Coefficie
nt) ヒータとすることで、機関低温時の即熱性を確保す
ると共に、燃料噴射装置が燃料や水滴の付着する可能性
の低い温度に上昇した時には電流が流れにくいようにし
て発熱を抑えるようにしても良い。図1において、14
及び15はOリング、16は加熱ヒータ用電極を示す。
尚、本発明の加熱手段は上記加熱ヒータ13に限定され
るものでなく、図示しないが、加熱手段それ自体が上記
混合気通路7を有するように一体的に形成しても良い。
Further, according to the present embodiment, as means for heating the above-described mixture passage 7, a heater 13 is provided on the fuel injection valve 1 so as to cover the long nozzle 6 along its longitudinal direction.
Is provided. The heater 13 has, for example, a positive temperature characteristic (PTC) having a positive temperature characteristic indicating that the heater resistance increases when a certain temperature (Curie point) is reached.
nt) By using a heater, it is possible to ensure quick heat at low engine temperature, and to suppress heat generation by making it difficult for current to flow when the temperature of the fuel injection device rises to a low level where fuel and water droplets are unlikely to adhere. May be. In FIG. 1, 14
Numeral 15 denotes an O-ring, and numeral 16 denotes an electrode for a heater.
Note that the heating means of the present invention is not limited to the above-described heater 13, and may be integrally formed so as to have the above-mentioned mixture passage 7, though not shown.

【0014】エアアシスト装置は前出のエアデリバリ2
及びアシストエア供給部3の他、スロットル弁の吸気上
流側の吸気通路からの空気をアシストエア供給部3へと
導くアシストエア通路17と、このアシストエア通路1
7の途中に設けられるエアポンプ18を備えている。こ
のエアポンプ18は吸気通路より取り込まれた空気を加
圧してアシストエア供給部3へと供給するが、アシスト
エア通路17内にあって、このエアポンプ18より下流
側には、エアポンプ18からの加圧空気を一定圧力に制
御する圧力制御弁19と、このアシストエア通路17を
連通・遮断するアシストエア制御弁20とが設けられ、
アシストエア制御弁20は制御回路21によって開閉制
御されるようになっている。尚、本実施例におけるこの
アシストエア制御弁20および制御回路21が本発明の
アシストエア供給制御手段に相当する。
The air assist device is the air delivery 2 described above.
And an assist air passage 17 for guiding air from an intake passage upstream of the throttle valve to the assist air supply unit 3, and the assist air passage 1.
7 is provided with an air pump 18 provided in the middle. The air pump 18 pressurizes the air taken in from the intake passage and supplies it to the assist air supply unit 3. The air pump 18 is located in the assist air passage 17 and downstream of the air pump 18. A pressure control valve 19 for controlling air to a constant pressure, and an assist air control valve 20 for communicating and blocking the assist air passage 17 are provided.
The assist air control valve 20 is controlled to open and close by a control circuit 21. Incidentally, the assist air control valve 20 and the control circuit 21 in the present embodiment correspond to the present invention.
This corresponds to assist air supply control means .

【0015】制御回路21には上述したアシストエア制
御弁20の他、燃料噴射弁1や加熱ヒータ13が接続さ
れるが、これらは夫々駆動回路22,23 及び24を介して
作動されるようになっている。尚、制御回路21からは
この他、種々の駆動信号が出力されるが、本発明とは直
接関係が無いため省略する。
The fuel injection valve 1 and the heater 13 are connected to the control circuit 21 in addition to the above-described assist air control valve 20, and these are operated via drive circuits 22, 23 and 24, respectively. Has become. Various other driving signals are output from the control circuit 21, but they are not directly related to the present invention, and thus are omitted.

【0016】制御回路21の入力側には、イグニション
スイッチ25からのスタータ信号ST、エンジン冷却水
温センサ26からの水温信号THW 、及びディストリビュ
ータ27に設けられたエンジン回転数センサ(クランク
角センサ)28からの回転数信号Nの他、種々の信号が
入力される。そして制御回路21はこれらの信号によっ
て検知された現在の運転条件に基づいて、上述した燃料
噴射弁1やアシストエア制御弁20、加熱ヒータ13を
作動する。
On the input side of the control circuit 21, a starter signal ST from an ignition switch 25, a water temperature signal THW from an engine cooling water temperature sensor 26, and an engine speed sensor (crank angle sensor) 28 provided in a distributor 27 are provided. In addition to the rotation speed signal N, various signals are input. Then, the control circuit 21 operates the fuel injection valve 1, the assist air control valve 20, and the heater 13 based on the present operating conditions detected by these signals.

【0017】以下、図1を参照しながら上述した構成な
る燃料噴射装置の作動例を説明する。
Hereinafter, an operation example of the fuel injection device having the above-described configuration will be described with reference to FIG.

【0018】各気筒の吸気行程に同期してニードル弁5
が作動されることによって、燃料噴射弁1内の燃料は、
噴口4から混合気通路7内へと噴射されるが、他方、ア
シストエア(加圧空気)は、エアポンプ18によって発
生され圧力制御弁19で一定の圧力に制御される。そし
てこのアシストエアは開弁状態にあるアシストエア制御
弁20、アシストエア供給部3を介してエアデリバリ2
内に供給され、エアアシスト孔9a,9bより混合気通
路7へと吐き出される。
The needle valve 5 is synchronized with the intake stroke of each cylinder.
Is operated, the fuel in the fuel injection valve 1 becomes
The fuel is injected from the injection port 4 into the mixture passage 7, while the assist air (pressurized air) is generated by an air pump 18 and controlled to a constant pressure by a pressure control valve 19. The assist air is supplied to the air delivery 2 via the assist air control valve 20 and the assist air supply unit 3 in the open state.
And is discharged from the air assist holes 9a and 9b into the air-fuel mixture passage 7.

【0019】図示した実施例によれば、噴射燃料とアシ
ストエアとの合流部となるエアアシスト孔、混合気通路
間の接続箇所は、噴口4を始端として中心軸線Aに沿っ
て延びる混合気通路7の内で上記噴口4に近接して設定
されているため、燃料噴射弁1より噴射された燃料は、
直ちにエアアシスト孔9a,9bから噴射されたアシス
トエアと衝突し微粒化される。このようにして微粒化さ
れた燃料は、混合気通路7内をロングノズル6先端部に
向けて流動するが、この流動過程において微粒化燃料は
アシストエアと充分混合され、又その流動方向成分もよ
り均一化される。
According to the illustrated embodiment, the connection between the air-assist hole and the air-fuel mixture passage, which serves as a junction between the injected fuel and the assist air, is a mixture air passage extending along the central axis A starting from the injection port 4. 7, the fuel injected from the fuel injection valve 1 is set near the injection port 4.
Immediately, it collides with the assist air injected from the air assist holes 9a and 9b and is atomized. The fuel atomized in this manner flows through the mixture path 7 toward the tip of the long nozzle 6, and in this flow process, the atomized fuel is sufficiently mixed with the assist air, and the flow direction component is also reduced. More uniform.

【0020】そして以上のようにして、混合及び流動方
向において安定化された混合気は、ほぼ均等に分割さ
れ、夫々の混合気噴出口12a,12bから各吸気弁に向け
て噴射されることになる。
As described above, the air-fuel mixture stabilized in the mixing and flow directions is almost equally divided and injected toward the respective intake valves from the respective air-fuel outlets 12a and 12b. .

【0021】上述した作動は、本実施例におけるエンジ
ンの通常運転時(例えばエンジン回転数が3000rpm より
大きくエンジン水温が60℃より高い場合)の燃料噴射
装置作動例である。これに加えて本装置は、例えば冷間
始動時などのエンジン水温が低い時は、エンジンの始動
開始に先立って加熱ヒータ13が作動(通電)され発熱
する。図2は加熱ヒータ13の通電制御に関する制御回
路21の一作動例を説明するフローチャート図である。
The above-described operation is an example of the operation of the fuel injection device during normal operation of the engine in this embodiment (for example, when the engine speed is higher than 3000 rpm and the engine water temperature is higher than 60 ° C.). In addition to this, when the engine water temperature is low, for example, during a cold start, the heater 13 is operated (energized) and generates heat before the start of the engine. FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation example of the control circuit 21 related to the energization control of the heater 13.

【0022】このフローチャートによれば、まずステッ
プ21でイグニションスイッチ25からの出力を読み込
み、現在スタータ信号STが出力されていない状態(OF
F)にあるか否かが判定され、No、即ち現在エンジンを
始動するべくスタータ信号STが出力されている時は
(ON)、ステップ24に進み、加熱ヒータ13への電
源供給を停止してエンジン始動に必要な電力を確保す
る。他方ステップ21でYes の場合、ルーチンはステッ
プ22に進み、エンジン冷却水温センサ26からの出力
信号THW を取り込み、エンジン水温が例えば60℃以下
にあるか否か、即ちエンジンが低温状態にあるか否かが
判定される。そして本ステップ22でYes の場合(低温
状態)、ステップ23に進み加熱ヒータ13に通電する
べく、その駆動回路24に作動信号を出力する。
According to this flowchart, first, in step 21, the output from the ignition switch 25 is read, and the state where the starter signal ST is not currently output (OF
F), it is determined whether or not No, that is, if the starter signal ST is currently output to start the engine (ON), the process proceeds to step 24, in which the power supply to the heater 13 is stopped. Secure enough power to start the engine. On the other hand, if Yes in step 21, the routine proceeds to step 22 in which the output signal THW from the engine coolant temperature sensor 26 is fetched and whether or not the engine coolant temperature is, for example, 60 ° C. or less, that is, whether or not the engine is in a low temperature state. Is determined. If the result of step 22 is Yes (low temperature state), the operation proceeds to step 23 to output an operation signal to the drive circuit 24 so as to energize the heater 13.

【0023】このようにして加熱ヒータ13を加熱する
と、ロングノズル6の混合気通路7(分岐通路7a,7
bも含む)も又加熱され、その内壁面に付着した燃料や
水滴(アイシングによる氷も含む)は蒸発することにな
るため、燃料の微粒化が促進されることになる。尚、ス
テップ22でNo、即ちエンジンが暖機状態にある時は
当然ながら、混合気通路7の内壁面やロングノズル6の
先端に燃料や水滴が付着することはないのでステップ2
4に進み、加熱ヒータ13への電源供給を停止する。
When the heater 13 is heated in this manner, the mixture passage 7 (branch passages 7a, 7a) of the long nozzle 6 is heated.
b) is also heated, and the fuel and water droplets (including ice by icing) attached to the inner wall surface evaporate, thereby promoting the atomization of the fuel. It should be noted that when the determination in step 22 is No, that is, when the engine is in a warm-up state, the fuel and water droplets do not adhere to the inner wall surface of the mixture passage 7 or the tip of the long nozzle 6, so that step 2
Proceeding to 4, the power supply to the heater 13 is stopped.

【0024】ところで、本実施例による装置では、以上
のようにエンジンの低温時において加熱ヒータ13が加
熱されるが、従来のエアアシスト装置のように常時エア
アシスト孔9a,9bからアシストエアが噴出するよう
にすると、せっかく加熱された混合気通路7がアシスト
エアによって冷却されてしまい、付着燃料や水滴を気化
するだけの熱量が確保できない可能性がある。図3は、
このような場合の対策として、本発明の燃料噴射装置の
もう1つの特徴となるエアアシスト装置のアシストエア
制御弁20の制御を示すフローチャート図である。
By the way, in the apparatus according to the present embodiment, the heater 13 is heated at the time of low temperature of the engine as described above, but the assist air is constantly ejected from the air assist holes 9a and 9b as in the conventional air assist apparatus. In this case, the heated mixture passage 7 is cooled by the assist air, and there is a possibility that the amount of heat sufficient to vaporize the attached fuel and water droplets cannot be secured. FIG.
FIG. 9 is a flowchart showing control of an assist air control valve 20 of an air assist device which is another feature of the fuel injection device of the present invention as a measure against such a case.

【0025】まずステップ31ではエンジン冷却水温セ
ンサ26の出力信号THW を取り込み、エンジン水温が例
えば60℃以下にあるか否か、即ちエンジンが低温状態
にあるか否かが判定される。そして本ステップ31でYe
s 、即ちエンジンが低温状態にある時には、アシストエ
アを混合気通路7に導入すると過冷却の問題があるた
め、ルーチンはステップ32に進み、後述する不連続エ
アアシスト処理を実行する。
First, at step 31, the output signal THW of the engine coolant temperature sensor 26 is fetched, and it is determined whether or not the engine coolant temperature is, for example, 60 ° C. or lower, that is, whether or not the engine is in a low temperature state. And in this step 31 Ye
s, that is, when the engine is in a low temperature state, there is a problem of supercooling if the assist air is introduced into the air-fuel mixture passage 7. Therefore, the routine proceeds to step 32, and executes a discontinuous air assist process described later.

【0026】一方、ステップ31でNoの場合にはルー
チンはステップ33に進み、今度はエンジン回転数セン
サ28より現在のエンジン回転数Neを読み込み、例え
ば3000rpm という比較的小さい所定の回転数と比較し、
この回転数以下か否かを判定する。そして本ステップ3
3でYes の場合(低回転域)、ルーチンはステップ32
に進み、上述した不連続エアアシスト処理を行う。これ
は、仮に現在の運転状態が、噴射燃料量の少ないアイド
ル、低回転、軽負荷域にあって、この時エアアシスト装
置によって常時アシストエアが供給されると、吸入空気
量が過多となりエンジン回転数が上昇してしまう問題が
あるため、エアアシストを不連続として吸入空気量の増
加を抑えようとするものである。
On the other hand, if No in step 31, the routine proceeds to step 33, in which the current engine speed Ne is read from the engine speed sensor 28 and compared with a relatively small predetermined speed of 3000 rpm, for example. ,
It is determined whether the rotation speed is equal to or lower than the rotation speed. And this step 3
If Yes in 3 (low rotation range), the routine proceeds to step 32
To perform the above-described discontinuous air assist processing. This is because if the current operating state is in the idle, low-speed, light-load range where the amount of injected fuel is small, and if the assist air is constantly supplied by the air assist device at this time, the intake air amount becomes excessive, Since there is a problem that the number increases, the air assist is discontinuous to suppress an increase in the intake air amount.

【0027】他方、ステップ33でNo、即ち現在エン
ジンも暖機状態にありかつ低回転域でない場合には、ル
ーチンはステップ34へと進み、前述したエアアシスト
装置のアシストエア制御弁20を常時開弁作動させる信
号を出力する等の連続エアアシスト処理を行い、本ルー
チンを終了する。
On the other hand, if No in step 33, that is, if the engine is currently in the warm-up state and is not in the low speed range, the routine proceeds to step 34, in which the assist air control valve 20 of the air assist device is constantly opened. Continuous air assist processing such as outputting a signal for operating the valve is performed, and the routine ends.

【0028】図4は上述したステップ32での不連続エ
アアシストの具体的処理例を説明するタイミング図であ
って、横軸に時間(クランク角度)の経過を取り、上段
は特定気筒の吸気弁(図示せず)の開弁期間、中段はこ
の気筒に設けられる燃料噴射弁1の駆動信号出力時期
(即ち、燃料噴射期間)、下段はエアアシスト制御弁2
0の開弁駆動信号出力時期(即ち、エアアシスト期間)
を示すものである。
FIG. 4 is a timing chart for explaining a specific example of the discontinuous air assist processing in the above-mentioned step 32, in which the time (crank angle) is plotted on the horizontal axis, and the upper row shows the intake valve of a specific cylinder. In the valve opening period (not shown), the middle stage shows the drive signal output timing of the fuel injection valve 1 provided in this cylinder (that is, the fuel injection period), and the lower stage shows the air assist control valve 2
Output timing of the valve opening drive signal of 0 (that is, the air assist period)
It shows.

【0029】即ち本図から明らかなように、本実施例に
おける不連続エアアシスト処理は、エンジン温度が低い
場合か、或いは暖機後でかつエンジン回転数が低い場合
には、燃料噴射期間を含む短期間においてのみエアアシ
ストを実行して燃料霧化を促進し、それ以外(即ち、燃
料噴射時点近傍以外)はエアアシスト制御弁20への駆
動信号出力をOFF として、1サイクルにおける供給空気
量を通常時よりも少なくし、混合気通路7の冷却を抑え
るか(低温の場合)、吸入空気量過多に伴うエンジン回
転数上昇を抑えている。尚、当然ながら、上述したよう
な連続又は不連続エアアシストを達成するエアアシスト
制御弁20の開弁制御は、通常の燃料噴射弁1の駆動制
御と同様に、エアアシスト制御弁駆動回路22への信号
出力を司る制御回路21によって実行されるが、制御回
路21内には、例えばステップ32で不連続エアアシス
ト処理が決定された時(フラグ等がセットされる)、予
め定められた上記燃料噴射時点近傍の停止期間において
のみ駆動回路22への信号出力するプログラム(所定ク
ランク角度毎実行)が記憶されている。
That is, as is apparent from this figure, the discontinuous air assist processing in the present embodiment includes the fuel injection period when the engine temperature is low or when the engine speed is low after warm-up. The air assist is executed only for a short period to promote the atomization of the fuel, and the drive signal output to the air assist control valve 20 is turned off at other times (ie, other than near the time of fuel injection) to reduce the supply air amount in one cycle. This is set to be smaller than usual, and the cooling of the air-fuel mixture passage 7 is suppressed (when the temperature is low), or the increase in the engine speed due to the excessive intake air amount is suppressed. The opening control of the air assist control valve 20 for achieving the continuous or discontinuous air assist as described above is performed by the air assist control valve drive circuit 22 in the same manner as the normal drive control of the fuel injection valve 1. When the discontinuous air assist process is determined in step 32 (for example, a flag is set) in the control circuit 21, the predetermined fuel A program for outputting a signal to the drive circuit 22 only during a stop period near the injection point (executed at every predetermined crank angle) is stored.

【0030】又、上述した不連続エアアシスト処理例で
はエンジン温度が低い時と、暖機後かつエンジン回転数
が低い時、双方について同一のエアアシスト停止期間を
設定しているが、不連続エアアシスト処理を各場合に応
じて夫々設定しても良い。
In the discontinuous air assist processing example described above, the same air assist stop period is set for both when the engine temperature is low and when the engine speed is low after warm-up. The assist process may be set for each case.

【0031】このように本実施例によれば、加熱手段本
来の効果に加えて、燃料噴射弁1先端にロングノズル6
を設けたことによって、混合気通路7内のアシストエア
の流れが安定化し、流速及び濃度的にもより均一な混合
気を噴射できる。又、ロングノズル6によって燃料噴射
地点と吸気弁との距離を短くすることができ燃料のポー
ト壁付着量を低減することができる。
As described above, according to this embodiment, in addition to the original effect of the heating means, the long nozzle 6
Is provided, the flow of the assist air in the air-fuel mixture passage 7 is stabilized, and the air-fuel mixture can be injected with a more uniform flow velocity and concentration. Further, the distance between the fuel injection point and the intake valve can be shortened by the long nozzle 6, so that the amount of fuel deposited on the port wall can be reduced.

【0032】加えて本実施例によれば、エアアシストや
混合気通路加熱はその時の運転状態に応じて期間を限定
して実行されるため、設置されるエアポンプや加熱ヒー
タの容量を小さく設計できるため電力消費量を低減でき
る。
In addition, according to the present embodiment, since the air assist and the mixture passage heating are executed for a limited period according to the operation state at that time, the capacity of the installed air pump and heater can be designed to be small. Therefore, power consumption can be reduced.

【0033】以上本発明の実施例を図1に示した燃料噴
射装置例に基づいて説明したが、混合気通路の形態はこ
の実施例に限定されるものでなく、また分岐通路の数も
2つに限定されるものでない。また当然ながら、加熱手
段もPTC ヒータに限定されず昇温特性の優れた公知ヒー
タでも良い。
Although the embodiment of the present invention has been described based on the example of the fuel injection device shown in FIG. 1, the form of the mixture passage is not limited to this embodiment, and the number of branch passages is also two. It is not limited to one. Further, needless to say, the heating means is not limited to the PTC heater, and may be a known heater having excellent temperature-rise characteristics.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、
燃機関が低温状態にあるときにはノズル内の混合気通路
の内壁面に付着する燃料、水滴或いは氷が加熱手段によ
って加熱され蒸発していくため、アイシングは防止され
燃料の微粒化が促進される。又、前記内燃機関が高回転
であって前記加熱手段の作動中は、前記燃料噴射弁の燃
料噴射機関を含む特定の期間のみ、前記混合気通路にア
シストエアが供給されるため、混合気通路がアシストエ
アにより冷却されるのを防止できる。
As described above, according to the present invention ,
When the fuel engine is in a low temperature state, fuel, water droplets or ice adhering to the inner wall surface of the air-fuel mixture passage in the nozzle is heated and evaporated by the heating means, so that icing is prevented and atomization of the fuel is promoted. In addition, the internal combustion engine operates at a high speed.
And during the operation of the heating means, the fuel
Only during a specific period including the fuel injection engine,
Since the cyst air is supplied, the mixture passage can be prevented from being cooled by the assist air.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例としての燃料噴射装置の概略
的構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel injection device as one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の燃料噴射装置によって実行される加熱
ヒータ制御例を説明するフローチャート図である。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of heater control performed by the fuel injection device of the present invention.

【図3】本発明の燃料噴射装置によって実行されるアシ
ストエア制御弁の制御例を説明するフローチャート図で
ある。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a control example of an assist air control valve executed by the fuel injection device of the present invention.

【図4】図3のフローチャートによって達成され得るア
シストエア制御弁の作動タイミング図である。
4 is an operation timing chart of an assist air control valve that can be achieved by the flowchart of FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…燃料噴射弁 6…ロングノズル 7…混合気通路 13…加熱ヒータ 20…アシストエア制御弁 21…制御回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel injection valve 6 ... Long nozzle 7 ... Air-fuel mixture passage 13 ... Heater 20 ... Assist air control valve 21 ... Control circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−63648(JP,A) 特開 昭61−112773(JP,A) 特開 昭57−146050(JP,A) 特開 昭54−53714(JP,A) 特開 昭56−6056(JP,A) 実開 平2−13170(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-64-63648 (JP, A) JP-A-61-112773 (JP, A) JP-A-57-146050 (JP, A) JP-A 54-63 53714 (JP, A) JP-A-56-6056 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 燃料噴射弁から噴射された燃料をアシス
トエアによって微粒化するエアアシスト装置を備える内
燃機関の燃料噴射装置であって、 上記燃料噴射弁の噴口より噴射方向下流側に形成され、
噴口から噴射された燃料と、エアアシスト孔から噴射さ
れたアシストエアの混合をおこなう混合気通路と、 内燃機関が低温状態にある時に前記混合気通路を加熱す
加熱手段と、アシストエアの供給を制御するアシストエア供給制御手
段とを備え、 前記アシストエア供給制御手段が、 前記内燃機関が高回転であって前記加熱手段の非作動中
は、常時、前記混合気通路にアシストエアを供給し、 前記内燃機関が高回転であって前記加熱手段の作動中
は、前記燃料噴射弁の燃料噴射期間を含む特定の期間の
み、前記混合気通路にアシストエアを供給することを特
徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
1. A Assist the fuel injected from the fuel injection valve
A fuel injection system for an internal combustion engine having an air assist device for atomization by Toea, formed in the injection direction downstream side of the nozzle holes of the fuel injection valve,
Fuel injected from the nozzle and air injected from the air assist hole
And heating the mixture passage when the internal combustion engine is at a low temperature.
Heating means and the assist air supply control hand for controlling the supply of assist air that
And wherein the assist air supply control means is configured to determine whether the internal combustion engine is rotating at a high speed and the heating means is not operating.
Always supplies assist air to the air-fuel mixture passage so that the internal combustion engine is running at a high speed and the heating means is operating.
Is a specific period including the fuel injection period of the fuel injection valve
Supply of assist air to the mixture passage.
A fuel injection device for an internal combustion engine.
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