JPH033941A - エンジンの燃料噴射装置 - 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、スロットルバルブの直下流位置にインジェク
ターを設けたエンジンの燃料噴射装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来より燃料噴射式のエンジンにおいては、燃料と吸入
空気とのミキシングを促進して燃料の気化・霧化を良好
ならしめもって燃費の向上及び排気エミッションの改善
を図るという観点から、吸気流速の大きい吸気行程にお
いて燃料噴射を行うようにしたものが知られている（特
開昭５７−５９０３２号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このように吸気行程において燃料噴射を行う
場合、燃料の気化・霧化は主として吸気流速、延いては
吸気負圧により支配され、吸気負圧が大きいほど吸気流
速が速くなり燃料の気化・霧化が促進される。

この場合、インジェクターがスロットルバルブより大き
く離れしかしその間にサージタンクが設けられているよ
うなエンジンにおいては、第４図に一点鎖線で示すよう
にインジェクターの下流側における吸気負圧はサージタ
ンクの圧力脈動緩衝効果により吸気行程中さほど大きく
変化しないため、燃料の気化・霧化性という点において
は燃料噴射を吸気行程のどのような時期にするかという
ことはあまり問題とならない。

しかし、インジェクターの直上流にスロットルバルブが
設けられている場合には、該スロットルバルブによる吸
気絞り作用の影響がインジェクタ下流側の吸気負圧とし
て顕著に現れるため、従来のように吸気行程中ならどの
位置で燃料噴射しても良いということにはならない。

しかるに、従来の燃料噴射装置においてはかかる観点か
らの考慮がほとんどなされておらず、そこで本発明はこ
のようにインジェクターの直上流側にスロットルバルブ
を備えた構造に特有の現象を十分に把握し、燃料の気化
・霧化の促進によりエンジンの燃焼性能及び燃費性能の
向上を図らんとするものである。

（発明の技術的背景） 本願発明者らは、かかる課題を解決するに際し、まずイ
ンジェクターの直上流側位置にスロットルバルブを設け
た吸気系におけるインジェクター下流側の吸気負圧の特
性を把握すべくエンジンの運転試験を行った。具体的に
は、第１図に示すように、吸気通路５のサージタンク７
を挟んでその上流側に上流側スロットルバルブ１０を下
流側に下流側スロットルバルブ１１を設けるとともに、
該１１の直下流側にインジェクタ−９を配置した吸気系
を構成し、このような吸気系においてエンンン負荷を一
定とした状態で下流側スロットルバルブＩＩの開度を変
化させ、その時のインジェクタ下流側、即ち下流側スロ
ットルバルブ１．　ｌ下流側の吸気負圧の状態を検出し
、これを第４図に曲線旦０、Ω、として示した。

そして、この試験データを考察した結果、（１）　　イ
ンジェクターの直上流側にスロットルバルブ（下流側ス
ロットルバルブＩＩ）が設けられているという構成上の
特徴から、該スロットルバルブの絞り作用によりその開
度の大小を問わずいずれの場合にも吸気行程において吸
気負圧が大きく変化すること、 （２）スロットルバルブの開度が小さいほど吸気負圧の
最大点が遅角方向に偏位すること（換言すれば、吸気流
速の最大点が遅角方向に偏位すること）、 の二点を確認した。

尚、上記（２）のような現象が発生する理由は次のよう
に推察される。即ち、スロットルバルブ下流側の吸気負
圧の大きさは、ピストンによるボンピング作用と該スロ
ットルバルブを通して燃焼室側に流入する吸気量との相
対関係によって決定される。従゛って、スロットルバル
ブを介しての吸気の補充量が多い大開度時と該補充量が
少ない小開度時とを比較すれば、吸気補充量が多く吸気
負圧の立ち上がりが早い大開度時における最大負圧点す
よりも吸気補充量が少なく吸気負圧の立ち上がりが遅い
小開度時の最大負圧点ａの方がより遅角側に移るもので
ある。

本願発明者らは、このような現象の考察から、吸気行程
中において吸気負圧が大きく変化し且つその最大負圧点
がスロットルバルブの開度によって変化する吸気特性を
有するものにおいては、燃料の噴射時期をスロットルバ
ルブの開度に関連して変化させ最大吸気負圧位置におい
て燃料噴射を行わしめることが燃料の気化・霧化の向上
という点において重要であるということを知見するに至
ったものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、かかる技術的背景に立脚するものであり、燃
焼室に連通ずる吸気通路にスロットルバルブを備えると
と乙に、該スロットルバルブの直下流位置にインジェク
ターを設けたエンジンの燃料噴射装置において、上記イ
ンジェクターによる燃料の噴射時期をエンノンの吸気行
程に同期させるとともに、該噴射時期を上記スロットル
バルブの開度が小さいほど遅角側に設定するようにスロ
ットルバルブ開度に応じて制御するようにしたことを特
徴とするものである。

（作　用） 本発明では、かかる構成とすることによって、スロット
ルバルブ開度の変化によって最大吸気負圧点が遅角側あ
るいは進角側に偏位したとき、これに追従して燃料噴射
時期が遅角側あるいは進角側に偏位し、常に最大吸気負
圧点付近の吸気流速が最も大きい位置で燃料噴射が行な
われることになる。

（発明の効果） 従って、本発明のエンジンの燃料噴射装置によれば、ス
ロットルバルブ開度の如何にかかわらず、燃料噴射が吸
気流速が最も大きいところで行なわれるところから燃料
と吸入空気とのミキシングが促進され、燃料の気化・霧
化状態が常時高水準に維持され、エンジンの燃焼性能及
び燃費性能の向上が図られるという効果が得られる。

また、このような効果は、燃料の気化・霧化が最も悪化
するエンノン冷間時において特に顕著となる。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を説明
する。

第１図には、本発明の実施例にかかる燃料噴射装置を備
えた自動車用４気筒エンジンｌの吸気系が示されており
、同図において符号２はエンジン１の各気筒の燃焼室、
３及び４は各燃焼室２に設けられた吸気ボート及び排気
ボートである。

この各燃焼室２．２．・・の各吸気ボート３，３゜・・
には、それぞれその上流端がサージタンク７に開口した
独立吸気通路６，６．・・が接続されている。そして、
この各独立吸気通路６，６．・・には、それぞれ共通の
弁駆動軸１２に支持された下流側スロットルバルブ１１
と、それぞれ対応する燃焼室２に向けて燃料噴射を行う
インジェクタ９とが設けられている。この独立吸気通路
６に設すられた下流側スロットルバルブ１１とインジェ
クター９との取付上の相対位置は第２図に示すように、
該インジェクター９が下流側スロットルバルブＩＩの直
下流側位置に指向するように設定されている。

一方、上記サージタンク７の上流側位置には、上流側ス
ロットルバルブ１０とエアフローメータ１７とエアクリ
ーナ１８とを備えた吸気主通路８が接続されている。尚
、この上流側スロットルバルブｌＯと上記下流側スロッ
トルバルブ１１とは、リンク機構（図示省略）により所
定の連動特性をもって連結されている。

このように、インジェクター９の直上流側に下流側スロ
ットルバルブ１１が設けられた構成の吸気系においては
、該下流側スロットルバルブ１１の絞り作用により吸気
行程中において吸気負圧が大きく変化し且つその開度の
変化に伴って該下流側スロットルバルブ１１下流側の吸
気負圧の最大点が偏位・することは既述の通りであり、
この実施例においては、このような吸気特性下において
も的確に最大吸気負圧点において燃料噴射を行うことが
できるように、本発明を適用して燃料の噴射時期をスロ
ットルバルブ開度に応じ制御するようにしている。具体
的には、上記各インジェクタ９．９．・・の燃料噴射時
期を後述のように制御器１３によりスロットルバルブ開
度に対応して制御するようにしている。尚、制御５１３
には、燃料噴射量及び噴射時期の制御ファクターとして
、吸入空気量、エンジン回転数、スロットルバルブ開度
、吸気温、水温、気筒制御信号及びＯ，センサ出力がそ
れぞれ入力される。

以下、この制御器１３による燃料噴射量制御及び噴射時
期制御の実際を第３図のフローチャートに基づいて説明
すると、この制御器１３では、先ず燃料噴射量の設定制
御（ステップ８２〜Ｓ９）を行い、その後噴射時期の設
定側＠（ステップ８１０〜５１３）を行うようにしてい
る。

具体的には、先ず制御開始後、各制御ファクターの読込
み（ステップＳｌ）を行ない、然る後、現在クランキン
グ中であるか否かを判断する（ステップＳ２）。

判断の結果、クランキング中でない場合（即ち、運転状
態時）には、吸入空気量渋びエンジン回転数に基づいて
基本噴射パルス巾ＴＰ、及び該基本ＯＪｔ射パルス巾Ｔ
Ｐにエアフローメータ１７の検出特性を加味して補正し
た補正基本噴射パルス巾ＴＰＫ＝ＴＰ−ＣＫを算出する
（ステップＳ３）。

次に、エンジン状態補正係数ＣＹ（−〇Ｗ−ＣＡＩＲ）
を求める（ステップＳ４）。尚、ここで、ＣＷは水温に
基づく補正係数、ＣＡＩＲは吸気温に基づく補正係数で
ある。

さらに、運転状態補正係数ＣＸを求める（ステップＳ５
）。尚、この運転状態補正係数ＣＸは、加速補正係数Ｃ
ＡＣＣ，減速補正係数ＣＤＦＣ１始動後増量補正係数Ｃ
８等から求められる。

ふ補正係数を求めた後は１、ステ・ノブＳ６において現
在の運転領域が燃料のフィードバック制御領域がとうか
を判定し、フィートバック領域である場合にのみ、上記
運転状態補正係数ＣＸにフイ（・バック補正係数ＣＦＢ
を加える（ステップＳ７）。

そして、上記補正基本噴射パルス巾ＴＰＫとエンジン状
態補正係数ＣＹと運転状態補正係数ＣＸ及び無効噴射パ
ルス巾ＴＶとから、最終噴射パルス巾ＴＡＶをしとめる
（ステップＳ８）。

一方、クランキング中である場合には、始動時噴射パル
ス巾ＴＳＴＡを算出する（ステップＳ９）。

以上で噴射量の設定制御か完了する。

噴射量の設定が終わると、次に噴射時期の設定制御に移
る。

先ず、ステップＳＩＯにおいて、エンジン回転数に対応
した基本噴射時期ＴＢを算出するとともに、ステップＳ
１１において現在のスロットルバルブ開度ＴＶＯを人力
する。

次に、本発明の要旨である制御、即ちスロットルバルブ
開度に対応した噴射時期補正値Ｔ　Ｔ　Ｖ　Ｏを算出す
る（ステップ５１３）。尚、この噴射時期補正値ＴＴＶ
Ｏは、上述したようにスロットルバルブ開度が小さいほ
ど吸気負圧の最大点かが円側に移動することに対応して
、スロットルバルフ間度が小さくなるほど遅角側補正値
を大きくするように予しめスロットルバルブ開度に対応
して設定されている。

そして、この噴射時期補正値ＴＴ〜ｌＯと」−記ｌ（本
噴射時期ＴＢとから最終噴射時期ＴＦを求め（ステップ
５１３）、該噴射時期ＴＦにおいて燃料噴射を行う（ス
テップＳ　Ｉ　５）。

コノヨウに、噴射時期ヲスロソトルバルブ開度に対応し
て制御することにより、該スロットルバルブの直下流側
にインジェクターが設けられ該スロットルバルブによる
吸気絞りの影響を受けて吸気負圧値及びその最大点が大
きく変化する構成のエンジンであっても、燃料を常に流
速の大きい吸入空気流に向けて噴射することができ、そ
れだけ該燃料と吸入空気とのミキシングが良好となり１
、燃料の気化・霧化の促進により、エンジンの燃焼性及
び燃費性能の向上が図れるものである。

尚、上記実施例においては第２図に示すように、燃料°
を単に下流側スロットルバルブ１１に絞られて高速で流
入する吸気流とミキシングさせるようにした形式のエン
ジンを対象としたが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、例えば第５図に示すように下流側スロットルバ
ルブ１１の直上流側位置とインジェクター９が臨む燃料
噴射通路１９とをアシストエア通路１６で連通させ、該
燃料噴射通路１９側に吹き込まれるアシストエアによっ
て燃料を撹拌しより一層燃料と吸入空気とのミキシング
作用の促進を図るようにしたものにら適用できることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にかかる燃料噴射装置を備えた
エンノンの吸気系システム図、第２図は第１図の■−■
部詳部所細断面図３図は第１図に示した燃料噴射装置の
制御フローヂャート、第４図はエンジンの吸気行程にお
ける吸気負圧の特性図、第５図は他の実施例におＩＪる
吸気系の詳細断面図である。 １拳・・壷エンジン ２・・・・燃焼室 ３・・・・吸気ボート ４・・・・排気ボート ５・・・・吸気通路 ６・・・・独立吸気通路 ７・・・・サージタンク ８・・・・吸気主通路 ９・・・・インジェクタ １０・・・上流側スロットルバルブ １１・・・下流側スロットルバルブ １２・・・弁駆動軸 １３・・・制御器 １６・・・アノストエア通路 １７・・・エアフローメータ １８・・・エアクリーナ １９・・・燃料噴射通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、燃焼室に連通する吸気通路にスロットルバルブを備
   えるとともに、該スロットルバルブの直下流位置にイン
   ジェクターを設けたエンジンの燃料噴射装置であって、
   上記インジェクターによる燃料の噴射時期をエンジンの
   吸気行程に同期させるとともに、該噴射時期を上記スロ
   ットルバルブの開度が小さいほど遅角側に設定するよう
   にスロットルバルブ開度に応じて制御するようにしたこ
   とを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。