JP2932141B2 - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のアシストエア
供給装置を備えた吸気制御装置に関し、特に、高地で空
気密度が低下したときのアシストエアによる微粒化機能
の低下に伴う弊害を対策した技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関のアシストエア供給装置
としては、スロットル弁よりも上流側の吸気通路から吸
入空気の一部をアシストエアとして燃料噴射弁の噴孔近
傍に導き、燃料噴射弁から噴射された燃料に前記アシス
トエアを衝突させることで燃料を微粒化し、これによ
り、燃焼を改善して燃費や排気性状の向上を図るものが
知られている（特公昭６４−９４６５号公報，実公昭６
３−１８７６７号公報等参照）。

【０００３】ところで、アシストエアを供給すると、定
常的には燃料噴射弁の噴孔近傍の吸気負圧が上昇するた
め大気圧との差圧が減少し、同一に設定された燃料噴射
量、したがって燃料噴射弁の開弁時間に対して燃料噴射
量が減少することとなり (図４参照) 、また、過渡的に
はアシストエアにより噴霧角が拡がるためいわゆる壁流
量が増大する結果、燃焼室への供給量が減少する (図５
参照) 。

【０００４】そこで、アシストエアの供給時には非供給
時に対して前記定常的及び過渡的な燃料噴射量の減少に
対する増量補正を行うようにしたものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなアシストエア供給時に燃料噴射量の増量補正を行う
ようにしたものでは、次のような問題を生じている。即
ち、高地走行時に大気圧が低下して空気密度が減少して
くると、同一の運転条件 (機関回転速度，負荷) におけ
るアシストエアの流量が減少する。これは、吸気負圧が
等しい同一の運転条件であっても大気圧は減少するため
アシストエアを供給する大気圧と吸気負圧との差圧が減
少するためである。

【０００６】その結果、高地においても低地と同様の前
記アシストエア供給に応じた燃料噴射量の増量補正を行
うと、過剰補正となって運転性の悪化 (ヘジテーション
ショックの発生) を発生する。また、アシストエア流量
自体も減少して燃料の微粒化効果が薄れるので、上記傾
向はより助長される。

【０００７】本発明はこのような従来の問題点に鑑みな
されたもので、大気圧の低い条件ではアシストエアの供
給，燃料増量補正を規制することにより、上記問題点を
解決した内燃機関の吸気制御装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、図１
に示すように、大気圧と機関の吸気負圧との差圧により
燃料噴射弁の噴孔近傍にアシストエアを供給するアシス
トエア通路と、該アシストエア通路の開度を制御する通
路開度制御手段と、機関への燃料供給量をアシストエア
通路の開度に応じて補正する燃料供給量補正手段と、を
含んで構成された内燃機関の吸気制御装置において、大
気圧を検出する大気圧検出手段と、大気圧が所定レベル
以下の低気圧であるときに、アシストエア通路の開度を
最小に規制する開度規制手段と、を含んで構成されたこ
とを特徴とする。

【０００９】

【作用】高地走行等で、大気圧が所定レベル以下に低下
すると、アシストエア通路の開度が最小 (全閉を含む)
に規制される。その結果、アシストエア流量を最小 (０
を含む) に規制されると共に、アシストエア通路の最小
開度に応じて燃料供給量の増量補正が減少 (０を含む)
され、過剰補正によるヘジテーション等の運転性の悪化
を防止できる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。一実施例
を示す図２において、内燃機関１にはエアクリーナ２か
ら吸気ダクト３，スロットル弁４及び吸気マニホールド
５を介して空気が吸入される。吸気マニホールド５の各
ブランチ部には、各気筒別に燃料噴射弁６が設けられて
いる。

【００１１】前記燃料噴射弁６は、ソレノイドに通電さ
れて開弁し、通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁
であって、後述するコントロールユニット12から送られ
る所定パルス巾の駆動パルス信号により間欠的に開駆動
され、図示しない燃料ポンプから圧送されてプレッシャ
レギュレータにより所定の圧力に調整された燃料を機関
１に噴射供給する。尚、前記燃料噴射弁６は、吸気弁を
指向するように設置されている。

【００１２】機関１の各燃焼室には点火栓７が設けられ
ていて、これにより火花点火して混合気を着火燃焼させ
る。機関１からの排気は、排気マニホールド17，排気ダ
クト18，触媒19，マフラー20を介して排出される。コン
トロールユニット12は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／
Ｄ変換器及び入出力インタフェイス等を含んで構成され
るマイクロコンピュータを備え、各種のセンサからの入
力信号を受け、前記燃料噴射弁６に与える駆動パルス信
号のパルス幅を制御する一方、機関負荷，機関回転速度
などの機関運転条件に応じて点火時期ＡＤＶを設定し、
点火栓７による点火を制御する。

【００１３】前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３
中にエアフローメータ８が設けられていて、機関１の吸
入空気流量Ｑに応じた信号を出力する。また、クランク
角センサ９が設けられていて、各気筒における所定ピス
トン位置毎（例えばＢＴＤＣ70°ＣＡ）の基準角度信号
ＲＥＦと、クランク角１°又は２°毎の単位角度信号Ｐ
ＯＳとをそれぞれに出力する。ここで、前記基準角度信
号ＲＥＦの周期、或いは、所定時間内における前記単位
角度信号ＰＯＳの発生数を計測することにより、機関回
転速度Ｎｅを算出できる。

【００１４】また、機関１のウォータジャケットの冷却
水温度Ｔｗを検出する水温センサ10が設けられている。
更に、前記スロットル弁４の開度ＴＶＯをポテンショメ
ータによって検出するスロットルセンサ11が設けられて
いる。また、排気マニホールド17の集合部には、排気中
の酸素濃度を検出する酸素センサ21が設けられている。
前記酸素センサ21は、機関吸入混合気の空燃比と密接な
関係にある排気中の酸素濃度を検出することで、理論空
燃比に対するリッチ・リーンを検出する公知のセンサで
ある。

【００１５】そして、コントロールユニット12は、前記
酸素センサ21で検出される理論空燃比に対する実際の空
燃比のリッチ・リーンに基づいて、空燃比フィードバッ
ク補正係数αを比例・積分制御し、該空燃比フィードバ
ック補正係数αで基本燃料噴射量を補正することで、目
標空燃比である理論空燃比にフィードバック制御する空
燃比フィードバック制御機能を有している。

【００１６】一方、スロットル弁４をバイパスして設け
られたバイパス通路13に、電磁式のアイドル制御弁14が
設けられている。このアイドル制御弁14は、付設された
電磁コイルへの通電がデューティ制御されることによっ
て開度が調整される開度調整弁であって、アイドル回転
制御手段としての機能を有するコントロールユニット12
は、所定のアイドル運転状態において機関回転速度Ｎｅ
が目標アイドル回転速度に近づくように、前記アイドル
制御弁14に出力する通電パルス信号のデューティ比ＤＵ
ＴＹ（制御値）をフィードバック制御する。

【００１７】更に、スロットル弁４の上流側の吸気ダク
ト３から分岐してスロットル弁４をバイパスして各燃料
噴射弁６の噴孔付近に開口するアシストエア通路15が設
けられており、スロットル弁４の上下流の圧力差によっ
て導かれる空気（以下、アシストエアという。）を、燃
料噴射弁６の噴孔付近に噴出させて噴射燃料と衝突さ
せ、噴射燃料の微粒化を促進させるよう構成されてい
る。

【００１８】前記アシストエア通路15の途中には、該ア
シストエア通路15をオン・オフ的に開閉制御する常閉型
の電磁弁16が設けられている。通路開度制御手段として
のこの電磁弁16は、基本的には例えば水温センサ10によ
って検出される冷却水温度Ｔｗ等の情報に基づいてコン
トロールユニット12によってオン・オフ制御されるもの
であるが、本発明に係る構成として大気圧を検出する大
気圧センサ22が設けられ、該大気圧センサ22によって検
出される大気圧に応じても前記電磁弁16がオン・オフ制
御されるものであり、それによって機関吸入空気の一部
として噴孔部に噴出されるアシストエアの供給・遮断を
切り換え制御する。

【００１９】コントロールユニット12は、上記のように
電磁弁16のオン・オフ制御によってアシストエアの供給
・遮断を制御すると共に、該アシストエアの供給・遮断
つまりアシストエア通路の開閉に応じて燃料増量補正の
有無を切換制御する。以下に、前記コントロールユニッ
ト12による電磁弁16の開閉制御と、それに伴う燃料補正
の切換制御を図３のフローチャートに従って説明する。

【００２０】図３のフローチャートにおいて、まず、ス
テップ１（図中ではＳ１としてある。以下同様）では、
水温センサ10で検出された冷却水温度Ｔｗ及び大気圧セ
ンサ21で検出された大気圧Ａを読み込む。ステップ２で
は、前記冷却水温度Ｔｗを、低温に設定された所定値Ｔ
ｗ₀ と比較する。

【００２１】ステップ２で、Ｔｗ≧Ｔｗ₀ と判定された
ときは、アシストエア供給を行う必要がないと判断して
ステップ３以降へ進む。ステップ３では、電磁弁16をオ
フとし、ステップ４で該アシストエア供給遮断時の定常
時用の混合比補正係数ＫＭＲ_C を選択し、ステップ５で
同じくアシストエア供給遮断時の過渡時用の燃料増量補
正係数ＫＡＣＣ_C を選択する。

【００２２】また、前記ステップ２でＴｗ＜Ｔｗ₀ と判
定されたときは、冷却水温度Ｔｗについては低温でアシ
ストエア供給条件を満たしていると判断してステップ６
以降へ進む。ステップ６では、前記大気圧Ａを所定値Ａ
₀ と比較する。そして、Ａ≧Ａ₀ であるときには、大気
圧と吸気負圧との差圧が十分大きく、十分なアシストエ
ア流量を確保できると判断してステップ７以降へ進む。

【００２３】ステップ７では、電磁弁16をオンとし、ス
テップ８でアシストエア供給時の定常時用の混合比補正
係数ＫＭＲ_O を選択し、ステップ９で同じくアシストエ
ア供給時の過渡時用の燃料増量補正係数ＫＡＣＣ_O を選
択する。ここで、前記アシストエア供給時の定常時用の
混合比補正係数ＫＭＲ_O 及び過渡時用の燃料増量補正係
数ＫＡＣＣ_O は、夫々アシストエア供給遮断時の定常時
用の混合比補正係数ＫＭＲ_C 及び過渡時用の燃料増量補
正係数ＫＡＣＣ_C に比較して、同一の運転条件 (機関回
転速度Ｎｅ、負荷，例えば基本燃料噴射パルス幅Ｔ_P )
での値が大きい値に設定されている。つまり、前記した
ようにアシストエア供給時は、定常的には差圧の減少に
伴う燃料噴射量の減少を生じ、また、過渡的には壁流量
の増大に伴うシリンダ吸入燃料量の減少を生じるから、
これを補うべく、前記燃料増量用の各補正係数の値をア
シストエア供給遮断時の値に比較して大きく設定するの
である。このようにアシストエア供給時はアシストエア
供給遮断時に比較して大きい値に設定された補正係数値
を用いて燃料増量補正を行う機能が、燃料供給量補正手
段に相当する。

【００２４】そして、本発明では大気圧が所定以下の低
気圧時には、効果の少ないアシストエアの供給を遮断
し、それに応じて燃料増量補正も停止されるから、過剰
補正によるヘジテーションショック等の運転性の悪化を
防止できる。尚、本実施例では、電磁弁16としてアシス
トエア通路10を全開と全閉とに切り換える開閉弁を用い
たが、開度がリニアに変化する開度制御弁を用いてもよ
く、また完全に遮断しない最小開度を有する場合でも、
大気圧が所定以下の低気圧時は電磁弁の開度を最小に保
持し、それに応じて燃料増量を減少させればよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、高
地走行時など大気圧が低下した場合には、アシストエア
の供給を規制し、それに伴い燃料増量を規制する構成と
したため過剰補正によるヘジテーションショックなどの
運転性の悪化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施例を示すシステム概略図。

【図３】前記実施例のアシストエア，燃料補正制御を示
すフローチャート。

【図４】アシストエア供給による定常的な燃料供給量の
減少を示す図。

【図５】アシストエア供給による過渡的な燃料供給量の
減少を示す図。

【符号の説明】

１ 機関 ６ 燃料噴射弁 12 コントロールユニット 15 アシストエア通路 16 電磁弁 22 大気圧センサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】大気圧と機関の吸気負圧との差圧により燃
   料噴射弁の噴孔近傍にアシストエアを供給するアシスト
   エア通路と、該アシストエア通路の開度を制御する通路
   開度制御手段と、機関への燃料供給量をアシストエア通
   路の開度に応じて補正する燃料供給量補正手段と、を含
   んで構成された内燃機関の吸気制御装置において、 大気圧を検出する大気圧検出手段と、 大気圧が所定レベル以下の低気圧であるときに、アシス
   トエア通路の開度を最小に規制する開度規制手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の吸気制
   御装置。