JPH03194166A - エンジンの燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車等のエンジンの燃料供給装置に係り、
詳しくは、壁流を検出して燃料の噴射方向を変えるエン
ジンの燃料供給装置に関する。

（従来の技術） 近時、自動車エンジンに対する要求が高度化し、低燃費
、有害排出ガスの低減、運転性等の課題についても何れ
も高いレベルでその達成が求められている。したがって
、燃料を噴射するインジェクタ方式のエンジンでは壁流
に対する対策が重要となっている。

従来の火花点火エンジンの燃料供給装置としては、例え
ば実開昭６２−１７９３５４号公報に記載のものがある
。この装置では、吸気通路にインジェクタを設け、該イ
ンジェクタにより燃料を噴射している。なお、燃料の噴
射方向は常に一定である。また、インジェクタより下流
側に燃料を微流化する振動部材を設けるとともに、光フ
ァイバにより燃料の気化状態を検出し、その検出結果に
応じて振動部材に対する通電を制御して燃料の気化を促
進している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のエンジンの燃料供給装
置にあっては、インジェクタによる燃料の噴射方向は壁
流の有無によらず常に一定であり、また、負荷の大小や
燃料量の大小によって変わる噴霧の吸気ポート内壁への
衝突と再凝縮による壁流の有無を無視して燃料増量を行
うか否か、あるいは行う場合の燃料増量の大きさを決定
する構成となっていたため、壁流の発生や大きさに対応
した適切な燃料噴射制御が行われず、点火プラグのくす
ぶりやＨＣ排出量の増大を抑制できないばかりか、構成
が複雑で機関の大型化を招いてしまうという問題点があ
った。

すなわち、燃料が壁流状態で燃焼室内に流入すると、霧
化が十分に行われていないから、点火プラグのくすぶり
を生じたり、燃焼状態が悪化してＨＣ排出量が増えたり
する。

一方、上記従来装置とは別にインジェクタの噴霧方向を
コントロールする装置も開発されており、例えば実開昭
６３−１７１６６７号公報に記載のものがある。この装
置はディーゼル機関への適用を図るもので、インジェク
タボルダを歯車を介して回転させる機構および該機構を
駆動する装置を有し、機関回転、ホルダ回転角およびポ
ンプラック位置を検出し、この検出結果に基づいて前記
インジェクタホルダを回転させてインジェクタの噴霧方
向を変えている。しかし、この装置はあくまでもディー
ゼル機関に適用されるものであり、火花点火機関とは燃
焼の形態が異なるのみならず、ディーゼル機関には壁流
自体も存在しないので、上記問題点を解決できるもので
はない。

（発明の目的） そこで本発明は、壁流センサによって壁流を検出し、そ
の検出結果に応じてインジェクタの噴Ｉｔ方向を変える
ことにより、点火プラグのくすぶりやＨＣ排出量の増大
を抑制できるエンジンの燃料供給装置を提供することを
目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明によるエンジンの燃料供給装置は上記目的達成の
ため、吸気ポート近傍の燃料の壁流を検出する壁流検出
手段と、エンジンの運転状態を検出する運転検出手段と
、エンジンの吸気通路に燃料を供給する燃料供給手段と
、壁流検出手段の検出結果およびエンジンの運転状態に
基づいて燃料の噴射方向を変えるような制御信号を生成
する制御手段と、該制御信号に基づいて燃料供給手段か
ら噴射される燃料の噴射方向を変える噴射方向変更手段
とを備えている。

（作用） 本発明では、壁流検出手段の検出結果およびエンジンの
運転状態に基づいて燃料供給手段から噴射される燃料の
噴射方向が変えられる。

したがって、壁流の発生や大きさに対応した適切な燃料
噴射制御が行われて、点火プラグのくすぶりやＨＣ排出
量の増大が抑制される。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１．２図は本発明に係るエンジンの燃料供給装置の一
実施例を示す図である。

まず、構成を説明する。第１図は本装置の要部構成図で
あり、この図において、１はエンジンのシリンダヘッド
、２は吸気バルブ、３はバルブスプリング、４は点火プ
ラグ、５は燃焼室、６は吸気マニホールド、７はシリン
ダヘッド１および吸気マニホールド６に形成された吸気
通路、８はスロットルバルブ、９はインジェクタ（燃料
供給手段）、１０は噴射方向変更用バルブ、１１は壁流
センサである。

壁流センサ（壁流検出手段）１１としては、例えば次の
ような構成のものが用いられる。すなわち、壁流センサ
１１は発光素子、ガラス窓、レンズおよび受光素子を含
み、発光素子からの光（例えば、紫外線）を透明なガラ
ス窓面に照射し、この面上を壁流状態で通過する燃料等
に前記発光素子からの光を吸収発光させ、この照射面か
らの発光をレンズにより集光し、受光素子に焦点を結ば
せて吸気通路７（特に、吸気ポート近傍）に発生した壁
流を検出する。

壁流センサ１１からの信号はコントロールユニット２１
に入力されており、コントロールユニット２１にはさら
に運転状態検出手段２２からの信号が入力される。運転
状態検出手段２２はエンジンの運転状態として、例えば
エンジン回転数、スロットル開度等を検出し、検出信号
をコントロールユニット２１に出力する。コントロール
ユニット２１（制御手段）は壁流センサ１１および運転
状態検出手段２２からの信号に基づいてインジェクタ９
から噴射される燃料の噴射方向を変えるような制御信号
を生成し、該制御信号をソレノイドバルブ２３に出力す
る。

ソレノイドバルブ２３は連絡通路２４の途中に配置され
、連絡通路２４はスロットルバルブ８の下流側の吸気マ
ニホールド６に形成された負圧取り出し口２５から取り
出した吸入負圧を噴射方向変更バルブ１０に導く。噴射
方向変更バルブ１０は連絡通路２４からの負圧が導かれ
る負圧室２６、負圧室２６に縮設されたスプリング２７
およびかまぼこ型の円柱状の弁体２８を有しており、負
圧室２６の負圧に応じて弁体２８を移動させ（スプリン
グ２７の反力に打ち勝ったときに弁体２８が引っ込む）
、該弁体２８をインジェクタ９から噴射された燃料に近
接（近接の程度は可変）あるいは遠ざけたりして噴射燃
料（図中、Ｆで示す）の方向を変更する。なお、弁体２
８の移動設定値はスプリング２７０反力設定値に依存し
、運転条件により壁流の検出値がある設定値を越えたと
きに弁体２８を突き出し噴射方向を変えるようにする。

このとき、ソレノイドバルブ２３はコントロールユニッ
ト２１からの制御信号に基づいて連絡通路２４を開閉す
ることにより、前記負圧室２６に供給する負圧の大きさ
を変えて、噴射方向変更バルブ１０における弁体２８の
位置をステップ的に変える。

これは、噴射燃料の方向をステップ的に変更できること
を意味している。

上記ソレノイドバルブ２３、連絡通路２４、負圧取り出
し口２５および噴射方向変更バルブ１０は全体として噴
射方向変更手段２９を構成している。

なお、壁流センサ１１は吸気バルブ２の近傍（本実施例
では底部）に設置されるが、吸気ポートの天井部であっ
てもよい。

以上の構成において、第１図は噴射方向変更バルブ１０
の負圧室２６に負圧がかかって弁体２８が後退している
状態であり、この状態ではインジェクタ９からの噴射燃
料Ｆは直進するが、このときスロットル開度やエンジン
回転数の高低により噴霧の方向が変わる。そして、例え
ば低温時に噴霧が吸気通路７の壁面に衝突して壁流にな
ると、この壁流は吸気バルブ２とバルブシートで形成さ
れるバルブ全回りの容積（図中Ａの部分）に溜まり、吸
気バルブ２のリフト直後に流入空気に乗って燃焼室５内
に入る。この場合、流入空気量や供給燃料量によって、
またエンジンの暖機状態によって壁流燃料量が変わり、
特に過渡運転時にはこの量が大きくなる。壁流で流入し
た燃料は燃焼室５内に入るが、温度が低い場合、速度境
界層内に入ってしまったとき、ピストントップランドに
入ったとき、負荷の小さなとき、オーバラップの大きい
ときなどでは、何れも多量のＨＣとなって排出されたり
、点火プラグ４のくすぶりを生じたりする。

そこで、壁流センサ１１により吸気バルブ２近傍のポー
ト底部などを通過する燃料壁流が検出されると、その程
度に応じてコントロールユニット２１によって制御信号
が生成され、ソレノイドバルブ２３により連絡通路２４
が開閉制御されて噴射方向変更バルブ１０における弁体
２８の位置がステップ的に変えられ噴射燃料Ｆの方向が
変えられる。具体的には、第２図に示すように噴射方向
変更バルブ１０の弁体２８を突出させると、弁体２８先
端壁面近傍の燃料の圧力が低下して噴霧の方向が弁体２
８側に曲げられる。したがって、次回の燃焼サイクルで
は噴射方向の変化により壁流がなくなるため、燃焼室５
内の燃料残量がなく、点火プラグ４のくすぶりやＨＣの
排出量を減少させることができる。

このように、本実施例では燃焼室５内に流入する壁流を
サイクル毎に検出し、次サイクルの燃料噴射方向を壁流
の程度に応じて変えているので、燃焼室５内に流入する
壁流を大幅に減少させて点火プラグ４のくすぶりやＨＣ
の排出量の増大を抑制することができる。

（効果） 本発明によれば、壁流の発生や大きさに対応した適切な
燃料噴射制御を行うことができ、点火プラグのくすぶり
やＨＣ排出量の増大を抑制するこ０ とができる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明に係るエンジンの燃料供給装置の一
実施例を示す図であり、第１図はその燃料噴霧が一定の
場合の構成図、第２図はその燃料噴霧が変更された場合
の構成図である。 １・・・・・・シリンダヘッド、 ２・・・・・・吸気バルブ、 ３・・・・・・バルブスプリング、 ４・・・・・・点火プラグ、 ５・・・・・・燃焼室、 ６・・・・・・吸気マニホールド、 ７・・・・・・吸気通路、 ８・・・・・・スロットルバルブ、 ９・・・・・・インジェクタ（燃料供給手段）、１０・
・・・・・噴射方向変更バルブ、１１・・・・・・壁流
センサ（壁流検出手段）、２１・・・・・・コントロー
ルユニット（ＩＪ　ＪＢ　手段）、２２・・・・・・運
転状態検出手段、 ２３・・・・・・ソレノイドバルブ、 ２４・・・・・・連絡通路、 ２５・・・・・・負圧取り出し口、 ２６・・・・・・負圧室、 ２７・・・・・・スプリング、 ２８・・・・・・弁体、 ２９・・・・・・噴射方向変更手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 吸気ポート近傍の燃料の壁流を検出する壁流検出手段と
   、 エンジンの運転状態を検出する運転検出手段と、エンジ
   ンの吸気通路に燃料を供給する燃料供給手段と、 壁流検出手段の検出結果およびエンジンの運転状態に基
   づいて燃料の噴射方向を変えるような制御信号を生成す
   る制御手段と、 該制御信号に基づいて燃料供給手段から噴射される燃料
   の噴射方向を変える噴射方向変更手段と、を備えたこと
   を特徴とするエンジンの燃料供給装置。