JP3172009B2 - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、噴射燃料の微粒化を
促進するためのエアアシスト構造を有する内燃機関の燃
料噴射装置に関し、特に噴霧燃料の微粒化を効率的に行
うことにより排気ガスの増加および燃費の悪化を抑制し
た内燃機関の燃料噴射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関のインマニ（インテ
ークマニホールド）部で噴射された燃料を微粒化して燃
焼性を改善するために、インマニ圧と大気圧との差圧に
応じてアシストエアを燃料噴射部に供給するエアアシス
ト構造を適用した燃料噴射装置が提案されている。図１
４は上記のようなエアアシスト構造をとる従来の内燃機
関の燃料噴射装置を概略的に示す要部側面図である。

【０００３】図１４において、１は内燃機関Ｅへの吸入
空気量を制御する絞り弁、２は絞り弁１の上流に設けら
れて吸入空気量を検出する空気量センサである。３は内
燃機関Ｅの吸気側のインマニ部Ｍに設けられた燃料噴射
弁であり、空気量センサ２からの吸入空気量情報にもと
づいて最適な燃料量を噴射するようなエアアシスト構造
を有する。

【０００４】４は燃料噴射弁３にアシストエアαを導く
大気導入通路であり、空気吸い込み口が空気量センサ２
の下流に設けられ、インマニ圧力と大気との差圧に応じ
て、燃料噴射弁３から噴射される燃料の噴霧に当たるよ
うに、吸入されたアシストエアαを導くようになってい
る。

【０００５】次に、図１４に示した従来の内燃機関の燃
料噴射制御装置の動作について説明する。通常の車両走
行中においては、たとえば、アクセル踏み込み量に応じ
て絞り弁１が開閉されることにより内燃機関Ｅへの吸入
空気量が制御され、この吸入空気量は空気量センサ２に
よって検出される。そして、空気量センサによって検出
された吸入空気量情報または他のセンサ手段（図示せ
ず）からの各種センサ情報の少なくとも１つの情報にも
とづいて、最適量の燃料がエアアシスト構造を有する燃
料噴射弁３から噴射される。

【０００６】このとき、アシストエアαの供給量は、イ
ンマニ圧力と大気圧との差圧によって決定され、アシス
トエアαは、空気量センサ２の下流に吸い込み口を有す
る大気導入通路４を通して吸入され、燃料噴射弁３から
噴射された燃料の噴霧に導入される。このように、燃料
噴射弁３から噴射された燃料にアシストエアαが衝突す
ることにより、噴霧燃料の微粒化を促進することができ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の燃料噴射装置は
以上のように構成されているので、燃料噴射弁３に導入
されるアシストエアαの量がインマニ圧力と大気圧との
差圧のみに依存するため、最適なアシストエア量が得ら
れていない可能性があり、燃焼性が十分に改善されずに
排気ガス量を抑制することができないという問題点があ
った。

【０００８】特に、近年では環境問題の高まりから、た
とえば、米国カリフォルニア州で見られるような排気ガ
ス規制値の強化が計られており、さらに燃料噴霧の微粒
化を図って内燃機関Ｅ内での燃焼を改善することによ
り、排出ガス排出量の低減を実施する必要があるが、こ
れらの要求を満足することができないという問題点があ
った。

【０００９】また、アシストエアαの流量が運転状態
（絞り弁１の開度等）に応じて可変されるため、絞り弁
１をバイパスして流れる吸入空気量が変化することにと
もない、運転者のドライバビリティ悪化を招くという問
題点があった。

【００１０】また、アシストエアαを流量を可変にする
ことから、たとえば、アイドル時に絞り弁１をバイパス
して流れる吸入空気量が増加することにともない、アイ
ドル回転数が上昇し、排出ガスの排出量の増加や燃費の
悪化等を招くという問題点があった。

【００１１】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、種々の運転状態に応じて最適な
アシストエア量を導入することで噴霧燃料の微粒化を効
率的に促進させ、排出ガス排出量の増大および燃費の悪
化を防止した内燃機関の燃料制御装置を得ることを目的
とする。

【００１２】また、この発明は、機関暖気状態や過渡運
転状態に応じてアシストエア流量を増加させて噴霧燃料
の微粒化を効率的に促進させ、排出ガス排出量の増大お
よび燃費の悪化を防止した内燃機関の燃料制御装置を得
ることを目的とする。

【００１３】また、この発明は、総和バイパス空気流量
を一定にすることにより、ドライバリティの悪化を防止
した内燃機関の燃料制御装置を得ることを目的とする。

【００１４】また、この発明は、インマニ部に付着した
燃料を気化させて燃料効率を向上させた内燃機関の燃料
制御装置を得ることを目的とする。

【００１５】

【００１６】また、この発明は、アシストエア流量の周
期的な変更により、噴霧燃料の微粒化を効率的に促進さ
せ、排出ガス排出量の増大および燃費の悪化を防止した
内燃機関の燃料制御装置を得ることを目的とする。

【００１７】

【００１８】また、この発明は、アシストエアを加熱す
ることにより、噴霧燃料の微粒化を効率的に促進させ、
排出ガス排出量の増大および燃費の悪化を防止した内燃
機関の燃料制御装置を得ることを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る内燃機関の燃料噴射装置は、内燃機関に吸入される吸
入空気量を制御する絞り弁と、吸入空気量を検出する空
気量センサと、内燃機関の運転状態を検出するセンサ手
段と、内燃機関の吸入側のインマニ部に必要燃料を噴射
する燃料噴射弁と、空気量センサの下流に吸い込み口を
有し絞り弁をバイパスして燃料噴射弁にアシストエアを
導入するための大気導入通路とを備え、エアアシスト構
造を有する内燃機関の燃料制御装置において、大気導入
通路の途中に設けられてアシストエアの流量を制御する
流量制御弁と、空気量センサからの吸入空気量情報また
はセンサ手段からの運転状態情報の少なくとも１つの情
報にもとづいて最適なアシストエア流量を算出する流量
算出手段と、算出されたアシストエア流量となるように
流量制御弁を制御する流量制御手段とを備え、センサ手
段は絞り弁開度センサを含み、流量算出手段は、少なく
とも絞り弁開度センサから得られる内燃機関の過渡運転
状態を示す情報にもとづいて、最適アシストエア流量を
算出し、流量制御手段は、所定間隔毎に所定流量分だけ
アシストエア流量を交互に変更させるための流量可変制
御手段を含み、流量可変制御手段は、内燃機関の運転状
態とは無関係に一定間隔でアシストエア流量を変更する
ものである。

【００２０】

【００２１】

【００２２】また、この発明の請求項２に係る内燃機関
の燃料噴射装置は、請求項１において、流量制御弁は３
方弁からなり、３方弁からの一対の分岐大気導入通路を
通過する空気流量の総和は一定であり、分岐大気導入通
路の一方は燃料噴射弁に接続され、他方はインマニ部に
接続され、他方の分岐大気導入通路は、燃料噴射弁の上
流側から燃料噴射弁方向に角度を持って配設され、他方
の分岐大気導入通路から導入されるバイパス空気がイン
マニ部に付着した燃料に当たるように構成されたもので
ある。

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】また、この発明の請求項３に係る内燃機関
の燃料噴射装置は、請求項１または請求項２において、
大気導入通路の途中にアシストエアを加熱するための加
熱手段を設けたものである。

【００２９】

【作用】この発明の請求項１においては、流量制御弁を
介して、運転状態に応じた最適なアシストエア流量を燃
料噴射弁に導入し、噴霧燃料の微粒化を促進して排気ガ
スの発生を抑制する。また、過渡運転状態を判定したと
きにアシストエア流量を増加させ、噴霧燃料の微粒化を
最適に促進する。また、アシストエア流量の変更周期を
一定に制御する。

【００３０】

【００３１】

【００３２】また、この発明の請求項２においては、絞
り弁をバイパスして３方弁を通過する総和空気流量を一
定とすることにより、アシストエア流量を可変制御した
場合のドライバビリティへの影響を無くす。また、３方
弁から分岐した大気導入通路のバイパス空気をインマニ
部に付着した燃料に当てて気化を促進させる。

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】また、この発明の請求項３においては、ア
シストエアを加熱することにより、噴霧燃料の微粒化を
さらに促進する。

【００３９】

【実施例】実施例１． 以下、この発明の実施例１（請求項１に対応）を図につ
いて説明する。図１はこの発明の実施例１を示す構成図
であり、１〜４、Ｅ、Ｍおよびαは前述と同様のもので
ある。１ａは絞り弁１の開度θを検出する絞り弁開度セ
ンサ、５は大気導入通路４の途中に設けられてアシスト
エアαの流量を調整する流量制御弁である。

【００４０】６はマイクロコンピュータからなる制御器
であり、燃料噴射量を算出する燃料制御手段と、最適な
アシストエア流量を算出する流量算出手段と、最適なア
シストエア流量に制御するための流量制御手段とを含
み、運転状態を示す各種センサ信号すなわち空気量セン
サ１からの吸入空気量情報Ｑ、絞り弁１の開度θ、エン
ジン回転情報Ｒおよびエンジン冷却水の温度情報Ｔ等に
もとづいて、燃料噴射弁３に対する燃料噴射信号Ｊおよ
び流量制御弁５に対する流量制御信号Ｆを生成する。

【００４１】７は一端がバッテリに接続されて通電遮断
される点火コイルであり、点火信号に応答して点火プラ
グ（図示せず）を放電させるための高電圧を二次側から
発生する。８は点火コイル７の一次側に点火信号を印加
するためのイグナイタであり、イグナイタ８からの点火
信号は、エンジン回転数および点火間隔周期を示し、エ
ンジン回転情報Ｒとして制御器６に入力される。９はエ
ンジン冷却水の温度を検出する水温センサであり、たと
えば機関暖機状態を示す温度情報Ｔを制御器６に入力す
る。

【００４２】次に、図１に示したこの発明の実施例１の
動作について説明する。前述と同様に絞り弁１の開閉に
よって制御された内燃機関Ｅへの吸入空気量Ｑは、空気
量センサ２によって検出され、他のセンサ情報θ、Ｒ、
Ｔ等とともに制御器６に入力される。

【００４３】制御器６は、運転状態を示す各種センサ情
報にもとづいて、燃料噴射弁３に対する燃料噴射信号Ｊ
および流量制御弁５に対する流量制御信号Ｆを生成す
る。すなわち、燃料噴射信号Ｊおよび流量制御信号Ｆ
は、エンジン回転数を示すエンジン回転情報Ｒ、吸入空
気量情報Ｑ等にもとづき、予め決められた最適な燃料量
およびアシストエア流量を指示するように算出される。

【００４４】算出された流量制御信号Ｆは、アシストエ
アαの流量が最適となるよう流量制御弁５を動作させ、
アシストエアαを空気量センサ２の下流の吸い込み口か
ら流量制御弁５を通して燃料噴射弁３に導入する。した
がって、流量制御弁５で目標流量に調整されたアシスト
エアαが燃料噴射弁３から噴射される燃料の噴霧に当た
るように、大気導入通路４を通して吸入される。これに
より、最適な燃料量がエアアシスト構造をとった燃料噴
射弁３から噴射され、最適な流量のアシストエアαが噴
霧燃料に導入される。

【００４５】次に、制御器６において実行されるアシス
トエアαの最適流量算出処理ルーチンについて、図２お
よび図３のフローチャーチを参照しながら説明する。図
２に示すアシストエア流量制御ルーチンは、運転状態に
よってアシストエアαの流量を最適化する処理を示し、
図３に示すアシストエア流量制御ルーチンは、過渡運転
状態でのアシストエアαの流量を最適化する処理を示
す。

【００４６】まず、図２において、最適なアシストエア
αの流量は、エンジン回転数（エンジン回転情報Ｒ）、
吸入空気量（吸入空気量情報Ｑ）および水温（温度情報
Ｔ）をそれぞれステップＳ２０１〜Ｓ２０３で読み込
み、たとえばマップ演算にもとづき予め決められた最適
アシストエア流量をステップＳ２０４で読み出すことに
より求められる。そして、ステップＳ２０４で求めた最
適アシストエア流量になるように流量制御信号Ｆを生成
し、ステップＳ２０５において流量制御弁５を駆動して
リターンする。

【００４７】このとき、流量制御弁５が電流比例型（リ
ニア）のソレノイドの場合、制御器６は、流量制御信号
Ｆとしてソレノイド電流を制御することにより、アシス
トエアαの流量を制御することができる。また、流量制
御弁５がデューティ型のソレノイドの場合、制御器６
は、流量制御信号Ｆとしてデューティを制御することに
より、アシストエアαの流量制御を実施することができ
る。

【００４８】また、読み出されるアシストエア最適流量
は、水温Ｔが低温であればあるほど増加され、噴霧燃料
の微粒化を促進させるように作用する。また、大気圧と
インマニ圧との差圧とアシストエア流量との関係は、ア
シストエア流量が差圧の平方根に比例するが、運転状態
が高負荷（絞り弁１の開度θが大きい）状態であればあ
るほど上記差圧が減少するので、差圧減少にともなうア
シストエア流量の減少を補うために、アシストエアαの
流量を増大方向に変更する。

【００４９】次に、図３の過渡運転状態での処理につい
て説明する。まず、所定サンプリング周期で絞り弁１の
開度θをサンプリングし、ステップＳ３０１において、
サンプリングされた絞り弁開度θの前回と今回とのサイ
プリングでの開度変化Δθを算出する。続いて、ステッ
プＳ３０２において、所定時間毎の絞り弁開度変化Δθ
が所定値より大きいか否かを判定する。

【００５０】もし、絞り弁開度変化Δθが所定値よりも
大きい（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、過渡運転
状態であると判定してステップＳ３０３に進み、所定値
（＞１）を乗算してアシストエアαの流量を霧化促進の
ために増加させる。また、絞り弁開度変化Δθが所定値
以下（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、過渡運転状態
で無いと判定してステップＳ３０４に進み、アシストエ
アαの流量を読み出されたアシストエア流量により制御
する。

【００５１】最後に、ステップＳ３０５において、ステ
ップＳ３０３またはＳ３０４で設定された流量制御信号
Ｆにもとづいて流量制御弁５を駆動し、アシストエアα
の流量制御を行う。以上の処理により、過渡運転状態で
のアシストエアαの流量を最適化することができる。

【００５２】実施例２．なお、上記実施例１では、通常
の運転状態に応じておよび過渡運転状態に応じて、最適
流量のアシストエアαを燃料噴射弁３に導入することが
できるが、アシストエアαの流量変さらにより、絞り弁
１をバイパスして流れる空気量が運転者の意図とは無関
係に変化するため、運転者へのドライバビリティが悪化
する恐れがある。

【００５３】そこで、上記流量制御弁５を３方弁で構成
し、アシストエアαの流量を変更した場合にも、バイパ
ス空気流量の総和を一定に制御することが望ましい。図
４は流量制御弁を３方弁で構成したこの発明の実施例２
（請求項２に対応）を示す構成図であり、１、１ａ、２
〜４、７〜９、Ｅ、Ｍ、α、Ｊ、Ｑ、Ｆ、Ｒ、Ｔおよび
θは前述と同様のものである。また、５ａおよび６ａは
それぞれ流量制御弁５および制御器６に対応している。

【００５４】この場合、流量制御弁５ａは３方弁からな
り、流量入力側は絞り弁１の上流に接続され、流量出力
弁となる一対の分岐大気導入通路のうち一方の大気導入
通路４は燃料噴射弁３に接続され、他方の大気導入通路
４ａは燃料噴射弁３の近傍のインマニ部Ｍに接続され
る。また、制御器６ａは、流量制御弁５ａに対する流量
制御信号として、プランジャ（後述する）駆動用の制御
弁駆動信号Ｆａを生成するようになっている。

【００５５】なお、図中、丸印で囲んだ各符号Ａ〜Ｃは
流量制御弁５ａの各弁位置を示し、Ａは空気吸入部、Ｂ
はアシストエアαの出力部、Ｃは残りのバイパス空気β
の出力部である。

【００５６】図５は図４内の流量制御弁５ａの構造を示
す断面図であり、５０は吸入部Ａから一対の出力部Ｂお
よびＣへの空気流量を制御するプランジャである。図５
のように、３方弁からなる流量制御弁５ａは、制御器６
ａからの制御弁駆動信号Ｆａに応答して、弁内部のプラ
ンジャ５０を図中の左右方向に動かすことにより、絞り
弁１の上流から吸入部Ａに導入された空気をインマニ部
Ｍ側の出力部Ｃと燃料噴射弁３側の出力部Ｂとに分割す
る。

【００５７】図６は図５に示した流量制御弁５ａを使用
したときの流量特性を示す特性図であり、横軸はプラン
ジャ５０の駆動率（たとえば、制御弁駆動信号Ｆａのデ
ューティ比）、横軸は流量を示す。図６において、実線
は燃料噴射弁３側の出力部Ｂに対するアシストエアαの
流量、破線はインマニ部Ｍ側の出力部Ｃに対するバイパ
ス空気βの流量、一点鎖線は各出力部ＢおよびＣへの総
和空気（α＋β）の流量すなわち吸入部Ａからの総吸入
空気流量を示す。

【００５８】図６より明らかなように、絞り弁１をバイ
パスする総流量（一点鎖線）を変化させることなく、制
御弁駆動信号（プランジャの動作信号）Ｆａに応じて、
燃料噴射弁３側（Ｂ）に流れるアシストエアαの流量
と、インマニ部Ｍ側（Ｃ）に流れるバイパス空気βの流
量とを変更することができる。

【００５９】したがって、燃料噴射弁３に導入するアシ
ストエアαの流量を制御することができる。また、この
とき、燃料噴射弁３側に流れるアシストエアαの流量と
インマニ部Ｍ側に流れるバイパス空気βの流量との総和
（β＋α）は一定であり、アシストエアαの流量を変化
させても、絞り弁１をバイパスして流れる総和空気（α
＋β）の流量は変化せず、運転者のドライバビリティの
悪化を招くことはない。

【００６０】実施例３．ところで、一般に、燃料噴射弁
３から噴射された燃料の一部は、インマニ部Ｍに液状に
たまって付着することが知られている。そこで、上記実
施例２（図４）のように３方弁の燃料噴射弁５ａを用い
た場合、バイパス空気βをインマニ部Ｍに液状に付着し
ている燃料に当てて蒸発させることが望ましい。

【００６１】図７は図４のように３方弁の流量制御弁５
ａで構成した場合にインマニ部Ｍにバイパス空気を導入
するようにしたこの発明の実施例３（請求項２に対応）
を示す要部構成図であり、３、４、４ａ、５ａ、αおよ
びＭは前述と同様のものである。Ｎは燃料噴射弁３から
噴射されてインマニ部Ｍの内壁に付着した燃料である。

【００６２】この場合、３方弁５ａから分岐した大気導
入通路４ａは、バイパス空気βがインマニ部Ｍに付着し
た燃料Ｎに当たるように配設されている。図７のように
インマニ部Ｍに対するバイパス空気βの導入部を形成
し、インマニ部Ｍにたまっている燃料Ｎにバイパス空気
βを当てることにより、付着燃料Ｎの蒸発を促進するこ
とができる。

【００６３】なお、上記実施例３では、絞り弁１をバイ
パスする総和空気流量を一定に制御するために、アシス
トエアαの流量変更と同時にバイパス空気βを制御して
いるので、絞り弁１をバイパスして流れる総和空気量が
増加する。したがって、総和バイパス空気流量の増加に
ともない、アイドル時にアイドル回転数が上昇して燃費
消費量および排気ガスが増加してしまう恐れがある。

【００６４】そこで、エンジン回転情報Ｒ等にもとづい
てアイドル運転状態を判断したときには、燃料噴射弁３
へのアシストエアαの導入を停止することが望ましい。
図８はアイドル時に大気導入通路４を遮断させた例を示
す構成図であり、１、１ａ、２〜４、４ａ、５ａ、７〜
９、Ｅ、Ｍ、α、β、θ、Ｑ、Ｒ、Ｔ、ＪおよびＦａは
前述と同様のものである。また、６ｂは制御器６ａに対
応している。

【００６５】１０は大気導入通路４の途中（ここでは、
流量制御弁５ａの上流側）に配設されて大気導入通路４
を閉路するための開閉制御弁であり、制御器６ｂからの
エアアシスト停止信号Ｇに応答して閉成し、燃料噴射弁
３へのアシストエアαの導入を停止するようになってい
る。この場合、制御器６ｂは、たとえば、エンジン回転
情報Ｒにもとづいてアイドル運転状態を判断し、アイド
ル時を判断したときに、開閉制御弁１０に対するエアア
シスト停止信号Ｇを生成するための開閉制御手段を含ん
でいる。

【００６６】これにより、アイドル時においては、制御
弁１０が閉成されて大気導入通路４が遮断されるため、
絞り弁１をバイパスする空気の導入は禁止され、アイド
ル時のエンジン回転数増加を防止することができる。

【００６７】実施例４． なお、上記実施例１〜実施例３では、運転状態に応じて
制御器６、６ａまたは６ｂで演算されたアシストエア流
量となるように流量制御弁５または５ａを制御したが、
燃料の噴霧をさらに微粒化するために周期的にアシスト
エア流量を変更制御してもよい。

【００６８】図９はアシストエア流量を所定周期で変更
するようにしたこの発明の実施例４（請求項１に対応）
による動作を示すタイミングチャートであり、横軸は時
間ｔ、縦軸はアシストエア流量［グラム／秒］を示す。
図９において、第１の導入流量は通常の燃料噴霧化促進
のためのアシストエア流量、第２の導入流量は、第１の
導入流量より多いアシストエア流量であり、第１および
第２の導入流量のエア流量差による速度変化により、噴
射燃料の微粒化を促進している。

【００６９】第１および第２の導入流量は所定周期すな
わち所定間隔τ毎に変化し、第１の導入流量の制御時間
はτ１、第２の導入流量の制御時間はτ２である。この
場合、制御器６（たとえば、図１参照）は、予め決めら
れた所定間隔で所定流量分だけ流量制御信号Ｆ（アシス
トエア流量）を変化するための流量可変制御手段を含
み、アシストエアαの噴射燃料への衝突とアシストエア
流量変化との相乗効果により、噴霧燃料の微粒化をさら
に促進するようになっている。

【００７０】次に、図９とともに、図１０のフローチャ
ートを参照しながら、この発明の実施例４によるアシス
トエア流量の可変処理動作について説明する。まず、ス
テップＳ４０１において、エンジン回転数（エンジン回
転情報Ｒ）および絞り弁開度情報θから、エンジンが停
止中か、始動中か、または、フューエル（燃料）カット
中かのいずれかであるか否かを判定する。

【００７１】もし、ステップＳ４０１において、運転状
態が上記のいずれかである（すなわち、ＹＥＳ）と判定
されれば、アシストエア流量を第１の導入流量で一定と
するため、ステップＳ４０５に進む。また、いずれの運
転状態でもない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ス
テップＳ４０２に進み、所定時間（たとえば、１０ｍ
秒）毎にカウントアップするカウンタが、第１の所定値
（すなわち、第２の導入流量の制御時間τ２に相当する
値）だけ経過したか否かを判定する。

【００７２】もし、ステップＳ４０２において、制御時
間τ２だけ経過していない（すなわち、ＮＯ）と判定さ
れれば、制御時間τ２だけ流量制御弁５を第２の導入流
量でエアアシスト動作を実行するため、ステップＳ４０
６に進み、第２の導入流量をアシストエア流量とする。
また、制御時間τ２だけ経過している（すなわち、ＹＥ
Ｓ）と判定されれば、ステップＳ４０３に進み、カウン
タが、第２の所定値（すなわち、所定周期τに相当する
値）だけ経過したか否かを判定する。

【００７３】もし、ステップＳ４０３において、所定周
期τだけ経過していない（すなわち、ＮＯ）と判定され
れば、制御時間τ１だけ流量制御弁５を第１の導入流量
でエアアシスト動作を実行するため、ステップＳ４０５
に進み、第１の導入エア流量をアシストエア流量とす
る。

【００７４】また、所定周期τだけ経過していれば、次
の制御時間τ２において流量制御弁５を第２の導入流量
でエアアシスト動作を実行するため、ステップＳ４０４
に進み、第２の導入流量をアシストエア流量とする。ま
た、ステップＳ４０７において、上記カウンタを零
（０）にリセットして、時間判定ステップＳ４０２およ
びＳ４０３での判定を可能とし、所定間隔τ毎にアシス
トエア流量αの繰り返し変更可を可能にする。

【００７５】最後に、以上の処理ステップＳ４０４〜Ｓ
４０６によりアシストエア流量が決定された後、ステッ
プＳ４０８に進み、制御器６は、各アシストエア流量と
一致するように流量制御信号Ｆを生成し、流量制御弁５
を周期的に可変駆動する。このとき、第１および第２の
導入エア流量、所定周期τ、ならびに、制御時間τ１お
よびτ２は、制御系の簡略化のために一定周期で可変制
御してもよく、または、運転状態に応じて変更してもよ
い。

【００７６】実施例５． なお、上記実施例４では、燃料噴射弁３の動作状態とは
無関係に、所定間隔τで所定流量のアシストエアを可変
したが、燃料噴射弁３が燃料噴射中のみにアシストエア
流量を可変制御してもよく、この場合、さらに燃料の微
粒化を促進することができる。

【００７７】図１１はアシストエア流量を燃料噴射タイ
ミングに応じて変更するようにしたこの発明の実施例５
による動作を示すタイミングチャートであり、燃料噴射
弁３に対する燃料噴射信号Ｊとアシストエアαの流量と
の関係を示す。

【００７８】この場合、制御器６（たとえば、図１参
照）は、燃料噴射信号Ｊによる燃料噴射タイミングに同
期して流量制御信号Ｆを変更し、図１１のようにアシス
トエア流量を変化させる。これにより、燃料噴射時期の
みにおいて、アシストエア流量が第１の導入流量から第
２の導入流量に増加するので、効果的に燃料噴霧を微粒
化することができる。

【００７９】実施例６． また、図１１に示した例では、燃料噴射期間において第
２の導入流量に固定制御したが、図１２に示すように、
燃料噴射タイミングに同期してアシストエア流量を変化
させるとともに、燃料噴射中に所定間隔τ′毎に所定流
量（第１および第２の導入流量）だけアシストエア流量
を変化させてもよい。この場合、制御時間τ２′にわた
って第２の導入流量でアシストエア流量が制御されるこ
とにより、さらに燃料の噴霧の微粒化が実現する。

【００８０】実施例７． なお、上記実施例４〜実施例６では、燃料噴霧の微粒化
を促進するために周期的にアシストエア流量を変更した
が、アシストエアを加熱して、さらに燃料噴霧の微粒化
を促進してもよい。

【００８１】図１３は大気導入通路４の途中に加熱手段
を設けたこの発明の実施例７（請求項３に対応）を示す
構成図であり、１、１ａ、２〜５、７〜９、Ｅ、Ｍ、
α、θ、Ｑ、Ｒ、Ｔ、ＪおよびＦは前述と同様のもので
ある。また、６ｃは制御器６に対応している。１１は大
気導入通路４の途中（ここでは、流量制御弁５の上流
側）に設けられた加熱器であり、燃料噴射弁３に導入さ
れるアシストエアを加熱する。

【００８２】この場合、制御器６ｃは、加熱制御手段を
含み、たとえば運転状態情報等に応じて加熱器１１に対
する加熱制御信号Ｈを生成するようになっている。した
がって、加熱器１１は、たとえば微粒化促進が要求され
る運転状態において高温となるように、燃料噴射弁３へ
のアシストエアを加熱する。これにより、必要に応じて
噴射燃料の微粒化がさらに促進される。

【００８３】なお、ここでは、微粒化が要求される運転
状態に応じて加熱器１１を駆動制御したが、制御系を簡
略化するために、運転状態と無関係に一定に駆動制御し
てもよい。また、流量制御弁５を併用した場合を示した
が、実施例２のように３方弁を用いてもよく、また、実
施例６のようにアシストエアを周期的に可変して導入し
てもよい。

【００８４】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、内燃機関に吸入される吸入空気量を制御する絞り弁
と、吸入空気量を検出する空気量センサと、内燃機関の
運転状態を検出するセンサ手段と、内燃機関の吸入側の
インマニ部に必要燃料を噴射する燃料噴射弁と、空気量
センサの下流に吸い込み口を有し絞り弁をバイパスして
燃料噴射弁にアシストエアを導入するための大気導入通
路とを備え、エアアシスト構造を有する内燃機関の燃料
制御装置において、大気導入通路の途中に設けられてア
シストエアの流量を制御する流量制御弁と、空気量セン
サからの吸入空気量情報またはセンサ手段からの運転状
態情報の少なくとも１つの情報にもとづいて最適なアシ
ストエア流量を算出する流量算出手段と、算出されたア
シストエア流量となるように流量制御弁を制御する流量
制御手段とを備え、センサ手段は絞り弁開度センサを含
み、流量算出手段は、少なくとも絞り弁開度センサから
得られる内燃機関の過渡運転状態を示す情報にもとづい
て最適アシストエア流量を算出し、流量制御手段は、所
定間隔毎に所定流量分だけアシストエア流量を交互に変
更させるための流量可変制御手段を含み、流量可変制御
手段は、内燃機関の運転状態とは無関係に一定間隔でア
シストエア流量を変更することにより、種々の運転状態
に応じて最適なアシストエア量を導入するとともに、過
渡運転状態に応じてアシストエア流量を増加させて噴霧
燃料の微粒化を効率的に促進するようにしたので、コス
トアップをともなうことなく、排出ガス排出量の増大お
よび燃費の悪化を防止した内燃機関の燃料制御装置が得
られる効果がある。

【００８５】

【００８６】

【００８７】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、流量制御弁を３方弁で構成し、３方弁か
らの一対の分岐大気導入通路を通過する空気流量の総和
を一定とし、分岐大気導入通路の一方を燃料噴射弁に接
続し、他方をインマニ部に接続され、他方の分岐大気導
入通路は、燃料噴射弁の上流側から燃料噴射弁方向に角
度を持って配設され、他方の分岐大気導入通路から導入
されるバイパス空気がインマニ部に付着した燃料に当た
るように構成したので、インマニ部に付着した燃料を気
化させて燃料効率を向上させ、ドライバリティの悪化を
防止した内燃機関の燃料制御装置が得られる効果があ
る。

【００８８】

【００８９】

【００９０】

【００９１】

【００９２】

【００９３】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１または請求項２において、大気導入通路の途中にア
シストエアを加熱するための加熱手段を設けたので、噴
霧燃料の微粒化を効率的に促進させ、排出ガス排出量の
増大および燃費の悪化を防止した内燃機関の燃料制御装
置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１を示す構成図である。

【図２】 この発明の実施例１によるアシストエア流量
の最適化処理動作を示すフローチャートである。

【図３】 この発明の実施例１による過渡運転状態にお
けるアシストエア流量の最適化処理動作を示すフローチ
ャートである。

【図４】 絞り弁をバイパスして一定量の空気が導入さ
れるようにしたこの発明の実施例２を示す構成図であ
る。

【図５】 この発明の実施例２による３方弁からなる流
量制御弁の構造を示す断面図である。

【図６】 この発明の実施例２による流量制御弁の流量
特性を示す特性図である。

【図７】 この発明の実施例３の要部を示す構成図であ
る。

【図８】 この発明の実施例３の他の例を示す構成図で
ある。

【図９】 この発明の実施例４によるアシストエア流量
の周期的変更動作を示すタイミングチャートである。

【図１０】 この発明の実施例４によるアシストエア流
量の可変処理動作を示すフローチャートである。

【図１１】 燃料噴射タイミングに同期させてアシスト
エア流量を変化させるようにしたこの発明の実施例５に
よるアシストエア流量の変更動作を示すタイミングチャ
ートである。

【図１２】 この発明の実施例６によるアシストエア流
量の変更動作を示すタイミングチャートである。

【図１３】 加熱手段を設けたこの発明の実施例７を示
す構成図である。

【図１４】 従来のエアアシスト方式の内燃機関の燃料
噴射装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 絞り弁、１ａ 絞り弁開度センサ、２ 空気量セン
サ、３ 燃料噴射弁、４ 大気導入通路、４ａ 分岐大
気導入通路、５、５ａ 流量制御弁、６、６ａ、６ｂ、
６ｃ 制御器、９ 温度センサ、１０ 開閉制御弁、１
１ 加熱器、Ｅ内燃機関、Ｆ 流量制御信号、Ｇ エア
アシスト停止信号、Ｍ インマニ部、Ｎ 付着燃料、Ｑ
吸入空気量情報、Ｒ エンジン回転情報、Ｔ 温度情
報、αアシストエア、β バイパス空気、θ 絞り弁開
度、τ、τ′、τ１、τ２、τ２′ 所定間隔、Ｓ２０
４ 最適なアシストエア流量を読み出すステップ、Ｓ３
０２ 過渡運転状態を判定するステップ、Ｓ３０３ ア
シストエア流量を増加させるステップ。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−298646（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−209577（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−202830（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−6064（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−59052（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−153953（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−215047（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−229353（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−257537（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−157058（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−108249（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−161143（ＪＰ，Ｕ) 特表 平８−500164（ＪＰ，Ａ) 国際公開93／8384（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00 F02D 21/10 F02M 69/00 310 F02M 69/04 F02M 69/32 F02M 51/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に吸入される吸入空気量を制御
   する絞り弁と、 前記吸入空気量を検出する空気量センサと、 前記内燃機関の運転状態を検出するセンサ手段と、 前記内燃機関の吸入側のインマニ部に必要燃料を噴射す
   る燃料噴射弁と、 前記空気量センサの下流に吸い込み口を有し前記絞り弁
   をバイパスして前記燃料噴射弁にアシストエアを導入す
   るための大気導入通路とを備え、 エアアシスト構造を有する内燃機関の燃料制御装置にお
   いて、 前記大気導入通路の途中に設けられて前記アシストエア
   の流量を制御する流量制御弁と、 前記空気量センサからの吸入空気量情報または前記セン
   サ手段からの運転状態情報の少なくとも１つの情報にも
   とづいて最適なアシストエア流量を算出する流量算出手
   段と、 算出された前記アシストエア流量となるように前記流量
   制御弁を制御する流量制御手段とを備え、 前記センサ手段は絞り弁開度センサを含み、 前記流量算出手段は、少なくとも前記絞り弁開度センサ
   から得られる前記内燃機関の過渡運転状態を示す情報に
   もとづいて、前記最適アシストエア流量を算出し、 前記流量制御手段は、所定間隔毎に所定流量分だけアシ
   ストエア流量を交互に変更させるための流量可変制御手
   段を含み、 前記流量可変制御手段は、前記内燃機関の運転状態とは
   無関係に一定間隔で前記アシストエア流量を変更する こ
   とを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記流量制御弁は３方弁からなり、前記
   ３方弁からの一対の分岐大気導入通路を通過する空気流
   量の総和は一定であり、前記分岐大気導入通路の一方は
   前記燃料噴射弁に接続され、他方は前記インマニ部に接
   続され、 前記他方の分岐大気導入通路は、前記燃料噴射弁の上流
   側から前記燃料噴射弁方向に角度を持って配設され、前
   記他方の分岐大気導入通路から導入されるバイパス空気
   が前記インマニ部に付着した燃料に当たるように構成さ
   れた ことを特徴とする請求項１の内燃機関の燃料噴射装
   置。
3. 【請求項３】 前記大気導入通路の途中に前記アシスト
   エアを加熱するための加熱手段を設けたことを特徴とす
   る請求項１または請求項２の内燃機関の燃料噴射装置。