JPH03489B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃エンジンの燃料供給制御方法に関
し、特にスロツトル弁上流に配された共通の燃料
噴射弁により複数の気筒に燃料を供給するタイプ
の内燃エンジンの燃料供給制御方法に関する。

（従来技術及びその問題点） 従来、複数の気筒を備えた内燃エンジンに燃料
を供給する方法として、吸気管内のスロツトル弁
上流側に配した共通の燃料噴射弁により複数の気
筒に燃料を噴射供給することによつて該燃料噴射
弁の個数を削減し、もつて燃料噴射装置の低コス
ト化を図つたものが知られている。この場合、良
好な運転性及び排気ガス特性等を確保するために
は複数の気筒に対して燃料を均等に分配すること
が不可欠であり、そのためには燃料噴射弁から噴
射された燃料が吸気管の分岐部の上流側において
十分に霧化されていることが必要である。一方、
エンジンの高出力を確保するためには、その高負
荷時に共通の燃料噴射弁によつて短時間に多量の
燃料を各気筒に供給できるように、燃料噴射弁は
燃料流量が大のもの、即ち開口面積が大のものが
必要であり、このため特に吸入空気の流速が低い
低負荷運転時または吸気管壁温度の低い冷間時で
は、燃料噴射弁自体の霧化特性は良くないものと
なる。

したがつて、エンジンの高出力及び良好な運転
性の双方を確保するためには、燃料流量が大きい
燃料噴射弁を使用しつつ、該燃料噴射弁から噴射
された燃料を、吸気管の分岐部の上流側において
十分に霧化させることが必要であり、これらの要
件を満たすための従来技術の一つとして、弁体に
絞り開口としての切欠部を備えた空気絞り弁を、
閉弁時に該切欠部がスロツトル弁上流の燃料噴射
弁吐出口に対向して位置するように配したものが
ある（USP4378000）。この場合、空気絞り弁と
スロツトル弁との間に気化器と同様なベンチユリ
を設け、空気絞り弁をベンチユリ負圧に応じて開
閉することにより、燃料噴射弁吐出口近傍の空気
の流速を調節する。即ち、エンジンの低負荷低回
転時にはベンチユリ負圧の低下により、空気絞り
弁を閉弁位置に制御し、この閉弁位置で燃料噴射
弁吐出口に対向する該空気絞り弁の切欠部の絞り
作用によつて吐出口近傍を通過する吸入空気の流
速を高めて、噴射燃料の霧化が良好となるように
している。

しかしながら、このような制御方法は、空気絞
り弁がベンチユリ負圧のみに応じて制御されるの
で、エンジンが低水温または低回転状態にある場
合、もしくはスロツトル弁が低開度状態にある場
合には、エンジンの運転状態によつては空気絞り
弁が開弁してしまい、所要の燃料霧化が得られな
いために運転性が低下するという問題点を有して
いた。即ち、エンジンが低水温状態にあるとき
は、エンジンの回転数の上昇によつて空気の流速
が高くなり、ベンチユリ負圧が上昇したときには
空気絞り弁が開弁するが、この場合、空気絞り弁
の開弁によつて空気の流速が低下するとともに、
エンジンの温度が低いために吸気管壁温度が低い
ことにより、スロツトル弁等に付着する燃料量が
増加し、各気筒に供給される燃料量が低下するた
め、混合気がリーン化し、エンジン出力の低下を
招く。また、エンジンが極低回転状態にあり、且
つスロツトル弁が極低開度状態にある場合には空
気の流量が極めて小さいためにベンチユリ負圧は
ほとんど発生せず、したがつて空気絞り弁は閉弁
状態とされているが、エンジンの回転数あるいは
スロツトル弁の開度が漸次増加するのに伴い空気
の流量も漸増し、空気絞り弁の絞り作用によつて
ベンチユリ負圧が増加して空気絞り弁の開弁圧に
達してしまうため、該空気絞り弁は一旦大きな開
度で開弁される。これに伴つて空気の流量が変化
するが、空気絞り弁の開弁前においては空気絞り
弁自体で絞られ空気の流量が小さいために、空気
絞り弁の開弁前後で空気の流量の変化率が大とな
ることにより、各気筒に供給される混合気の空燃
比が急変して、エンジン出力の変動となつてあら
われるとともに、空気絞り弁の開弁によつて空気
の流速が低下し、燃料の霧化状態も悪化してしま
う。

（発明の目的） 本発明は上記従来技術の問題点を解決するため
になされたものであり、エンジンの低回転時及び
スロツトル弁の低開度時においても噴射燃料の良
好な霧化状態を確保し、安定した運転性が得られ
るようにした内燃エンジンの燃料供給制御方法を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため、複数の気筒
を備えた内燃エンジンの吸気管集合部より上流側
に設けられ、アクセルペダルの位置に応じて開度
が調節されるスロツトル弁の上流側に燃料噴射弁
を配して前記複数の気筒に燃料を供給するととも
に、空気絞り弁を、全閉時にその絞り開口が前記
燃料噴射弁の吐出口に対向するように配し、該絞
り開口により前記燃料噴射弁の吐出口近傍の吸入
空気の流速を高めるようにした内燃エンジンの燃
料供給制御方法において、前記内燃エンジンの所
定の低回転条件及び前記スロツトル弁の所定の低
開度条件のうち、少なくとも１つの条件が成立し
たときに前記空気絞り弁を全閉位置に制御するよ
うにしたものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明
する。

第１図は本発明の方法を適用した燃料供給制御
装置の全体構成図であり、符号１は例えば４気筒
４サイクルの内燃エンジンを示し、エンジン１に
は吸気管集合部２ａを介して吸気管２が接続され
ている。吸気管２の集合部上流にはスロツトルボ
デイ３が設けられ、内部にスロツトル弁３′が設
けられている。スロツトル弁３′にはスロツトル
弁開度（以下「θ_THセンサ」という）８が連設さ
れてスロツトル弁３′の弁開度を電気的信号に変
換し、電子コントロールユニツト（以下「ECU」
という）５に送るようにされている。

前記吸気管２のスロツトルボデイ３の上流部に
は燃料噴射弁６及び空気絞り弁７がそれぞれ設け
られている。該燃料噴射弁６は内燃エンジン１の
アイドル運転以外の運転時に該内燃エンジン１の
全気筒に燃料を供給するためのものであり、前記
空気絞り弁７は燃料噴射弁６の吐出口近傍の吸入
空気の流速を調節するためのものである。該空気
絞り弁７の弁体７ａは第２図に示すように、周縁
に絞り開口としての切欠部７a′を備えた円板状と
され、第１図の実線で示す閉弁位置においては、
スロツトルボデイ３の上流側内部を、該切欠部７
a′の開口面積である一定の最小開口面積で開くよ
うにされている。該空気絞り弁７は閉弁位置にあ
るとき、その切欠部７a′が燃料噴射弁６の吐出口
に対向するように配設されている。

前記空気絞り弁７は圧力作動弁で構成される。
即ち、そのアクチユエータであるダイヤフラム装
置２０は、その負圧室２０ａが管路２１、圧力切
換弁２２及び管路２３を介して、スロツトルボデ
イ３上流側のベンチユリ部４に開口するポート２
３ａに連通しており、負圧室２０ａを画成するダ
イヤフラム２０ｃはばね２０ｂによつて付勢され
るとともに、一端が前記空気絞り弁７の支持体７
ｂにピボツト７ｄを介して枢着されたロツド２０
ｄの他端に連結されている。前記支持体７ｂは固
定支軸７ｃ上に回転自在に装着され、該支持体７
ｂに前記弁体７ａが一体回転可能に固着されてい
る。ベンチユリ負圧Pvが大きくなると、ばね２
０ｂの付勢力に抗してダイヤフラム２０ｃが変位
し、ロツド２０ｄ、ピボツト７ｄ及び支持体７ｂ
を介して空気絞り弁７の弁体７ａを第１図中二点
鎖線位置まで時計方向に回動させる。したがつ
て、空気絞り弁７はベンチユリ負圧Pvが小さく
なるほど閉弁側（第１図中実線位置側）に、ベン
チユリ負圧Pvが大きくなるほど開弁側（第１図
中二点鎖線側）にそれぞれ回動する。

また、圧力切換弁２２はソレノイド２２ａと、
該ソレノイド２２ａの消勢時及び付勢時に開口２
２ｃ及びベンチユリ部４側の管路２３をそれぞれ
閉成する弁体２２ｂとを有し、そのソレノイド２
２ａの消勢時には前記管路２３を開口し、負圧室
２０ａとベンチユリ部４との間を連通させるが、
ソレノイド２２ａの付勢時には、前記管路２３を
閉塞し、フイルタ２４を介して負圧室２０ａと大
気との間を連通させ、ベンチユリ負圧Pvの大き
さにかかわらず、空気絞り弁７を閉弁位置に保持
する。

一方、吸気管２のスロツトルボデイ３の下流側
で且つ吸気管集合部２ａの上流には補助燃料噴射
弁６ａが設けられ、内燃エンジン１が十分に暖め
られた状態におけるアイドル運転時に該エンジン
１の全気筒に燃料を供給するようにしている。補
助燃料噴射弁６ａは管路３１、ストレーナ３２及
び管路３３を介して、燃料タンク３４に接続され
ている。また、補助燃料噴射弁６ａと燃料噴射弁
６との間は、管路３０を介して接続されており、
燃料ポンプ３５によりこれらの管路を通じて燃料
噴射弁６に燃料が圧送される。前記燃料噴射弁６
と前記燃料タンク３４との間には、プレツシヤレ
ギユレータ３６を介装した戻り管路３７，３８が
接続されている。また該プレツシヤレギユレータ
３６の負圧室３６ａは吸気管２のスロツトル弁
３′より下流側に管路３９を介して接続されてお
り、吸気管２のスロツトル弁３′より下流側の負
圧とばね３６ｂの付勢力とによつて弁体３６ｃの
開弁圧が設定される。したがつて、管路３０，３
１等の内部の燃料圧はプレツシヤレギユレータ３
６によつて、スロツトル弁３′より下流側の吸気
管内圧よりも一定圧だけ高い圧力に調節される。

エンジン１本体にはエンジン冷却水温センサ
（以下「Twセンサ」という）９が設けられてい
る。該Twセンサ９はサーミスタ等からなり、冷
却水が充満したエンジン気筒周壁内に挿着され
て、その検出水温信号をECU５に供給する。ま
た、エンジン回転数センサ（以下「Neセンサ」
という）１０がエンジン１の図示しないカム軸周
囲又はクランク軸周囲に取り付けられている。該
Neセンサ１０はエンジンのクランク軸180゜回転
毎に所定のクランク角度位置で、即ち、各気筒の
吸気行程開始時の上死点（TDC）に関し所定ク
ランク角度前のクランク角度位置でクランク角度
位置信号（以下これを「TDC信号」という）を
出力するものであり、このTDC信号はECU５に
送られる。

前記ECU５は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、ア
ナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機
能を有する入力回路５ａ、中央演算処理回路（以
下「CPU」という）５ｂ，CPU５ｂで実行され
る各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する
記憶手段５ｃ、及び圧力切換弁２２と前記燃料噴
射弁６と補助燃料噴射弁６ａとにそれぞれ駆動信
号を供給する出力回路５ｄ等から構成される。

CPU５ｂは第３図に示す圧力切換弁２２の制
御プログラム及び図示しない燃料供給制御プログ
ラムを、前記TDC信号が入力される毎に実行す
る。該CPU５ｂはこれらの制御プログラムに基
づき、入力回路５ａを介して供給された前述の各
種センサからのエンジンパラメータ信号に応じ
て、圧力切換弁２２のソレノイド２２ａをオン−
オフ制御するとともに、燃料噴射弁６及び補助燃
料噴射弁６ａのそれぞれ燃料噴射時間を算出す
る。

第３図はCPU５ｂで実行される前述の圧力切
換弁２２の制御プログラムのフローチヤートであ
る。該プログラムはTDC信号の発生毎に実行さ
れる。

まず、ステツプ301ではエンジン回転数Neが第
１の所定値Nepvc₀（例えば2000rpm）より小さい
か否かを判別する。この答が肯定（Yes）、即ち
Ne＜Nepvc₀のときにはステツプ302に進み、エ
ンジン冷却水温Twが所定値Twpvc（例えば60℃）
より小さいか否かを判別する。該ステツプ302の
答が肯定（Yes）、即ちNe＜Nepvc₀且つTw＜
Twpvcが成立するとき、即ちエンジン１が高回
転状態でなく、且つ低水温状態のときにはステツ
プ303に進み、後述するステツプ306で使用する
t_DELAYタイマを所定時間t_DELAY（例えば0.3sec）にセ
ツトした後、ステツプ307に進み、圧力切換弁２
２のソレノイド２２ａへの通電をオンにすること
によりダイヤフラム装置２０の負圧室２０ａと大
気との間を連通させて該負圧室２０ａに大気圧を
導入し、空気絞り弁７を閉弁状態にして本プログ
ラムを終了する。この閉弁状態であつても、エン
ジンの高負荷運転時のように吸入空気量が大きい
ときには、吸入空気の動圧により空気絞り弁７が
若干開弁される。

前記ステツプ302の答が否定（No）、即ちTw
≧Twpvcのときにはステツプ304に進み、エンジ
ン回転数Neが前記第１の所定値Nepvc₀より小な
る第２の所定値Nepvc₁（例えば1200rpm）より小
さいか否かを判別する。該ステツプ304の答が肯
定（Yes）、即ちTw≧Twpvc且つNe＜Nepvc₁が
成立するとき、即ちエンジン１が低水温状態でな
い場合でも低回転状態のときには前記ステツプ
303及び307を実行して空気絞り弁７を閉弁状態に
制御し、本プログラムを終了する。

前記ステツプ304の答が否定（No）、即ちNe≧
Nepvc₁のときにはステツプ305に進み、スロツト
ル弁開度θ_THが所定値θ_THpvc（例えば20゜）より小さ
いか否かを判別する。該ステツプ305の答が肯定
（Yes）、即ちNepvc₁≦Ne＜Nepvc₀、Tw≧
Twpvc且つθ_TH＜θ_THpvcが成立するとき、即ちエ
ンジン１が中回転状態にあつて低水温状態にない
場合でもスロツトル弁３′が低開度状態のときに
は前記ステツプ303及び307を実行して空気絞り弁
を閉弁状態に制御し、本プログラムを終了する。

前記ステツプ305の答が否定（No）、即ち
Nepvc₁≦Ne＜Nepvc₀、Tw≧Twpvc且つθ_TH≧
θ_THpvcが成立するとき、即ちエンジン１が中回転
状態にあつて、低水温状態になく、且つスロツト
ル弁３′が低開度状態にないときにはステツプ306
に進み、前記ステツプ303でセツトしたt_DELAYタイ
マが零であるか否かを判別する。該ステツプ306
の答が否定（No）、即ちタイマセツト後、所定時
間t_DELAYが経過していないときには前記ステツプ
307を実行して空気絞り弁７の閉弁状態を保持し、
本プログラムを終了する。

前記ステツプ306の答が肯定（Yes）、即ちタイ
マセツト後、所定時間t_DELAYが経過したときには
ステツプ308に進み、圧力切換弁２２のソレノイ
ド２２ａへの通電をオフにすることによりダイヤ
フラム２０の負圧室２０ａとベンチユリ部４との
間を連通させ、空気絞り弁７の開閉がベンチユリ
負圧Pvによつて直接制御される状態にして本プ
ログラムを終了する。

以上のように空気絞り弁７の閉弁制御を解除す
るときに一定の待ち時間（t_DELAY）を設けている
のは、空気絞り弁７の開弁制御の条件成立が暖間
的であるときに該空気絞り弁７が開弁されるのを
防止して、その閉弁状態を確実に保持するととも
に、特にエンジン加速時において吸入空気の流量
がより大きい状態に至つたときに空気絞り弁７を
開弁することにより、該開弁時においてエンジン
負圧が大きいほど吸入空気流量の変化率をより小
さくして、吸入空気流量の変化に伴うシヨツクを
軽減するためである。

前記ステツプ301の答が否定（No）、即ちNe≧
Nepvc₀が成立するときにはエンジン１が高回転
状態にあるので、前記ステツプ306に進み、該ス
テツプ306の判別結果に応じて前記ステツプ307ま
たは308を実行して本プログラムを終了する。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明は、内燃エンジンの
低回転または前記スロツトル弁の低開度の条件の
うち、少なくとも１つの条件が成立したときに空
気絞り弁を全閉位置に制御するものである。した
がつて、こられの条件のいずれかの成立時には空
気絞り弁が閉弁状態に確実に制御されることによ
り、該空気絞り弁近傍の吸入空気の流速が高くな
るので、エンジンが低回転状態のとき、あるいは
スロツトル弁が低開度状態のときには吸入空気流
量の急変が生じないことにより、混合気の空燃比
の急変及びこれに起因するエンジンが搭載された
車両の乗員へのシヨツクを防止でき、しかも空気
の流速が低下しないことにより噴射燃料を良好な
霧化状態に保つことができ、この結果、内燃エン
ジンの低回転時及びスロツトル弁の低開度時にお
いて安定した運転性を得ることができるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を適用した燃料供給制御
装置の全体構成図、第２図は空気絞り弁の弁体の
平面図、第３図は圧力切換弁の制御プログラムの
フローチヤートである。 １……内燃エンジン、２ａ……吸気管集合部、
３′……スロツトル弁、４……ベンチユリ部（ベ
ンチユリ）、６……燃料噴射弁、７……空気絞り
弁、７ａ……切欠部（絞り開口）、８……スロツ
トル弁開度（θ_TH）センサ、１０……エンジン回
転数（Ne）センサ、２２……圧力切換弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の気筒を備えた内燃エンジンの吸気管集
   合部より上流側に設けられ、アクセルペダルの位
   置に応じて開度が調節されるスロツトル弁の上流
   側に燃料噴射弁を配して前記複数の気筒に燃料を
   供給するとともに、空気絞り弁を、全閉時にその
   絞り開口が前記燃料噴射弁の吐出口に対向するよ
   うに配し、該絞り開口により前記燃料噴射弁の吐
   出口近傍の吸入空気の流速を高めるようにした内
   燃エンジンの燃料供給制御方法において、前記内
   燃エンジンの所定の低回転条件及び前記スロツト
   ル弁の所定の低開度条件のうち、少なくとも１つ
   の条件が成立したときに前記空気絞り弁を全閉位
   置に制御することを特徴とする内燃エンジンの燃
   料供給制御方法。 ２ 前記空気絞り弁を圧力作動弁により構成する
   とともに、該空気絞り弁を、該空気絞り弁と前記
   スロツトル弁との間に設けられたベンチユリのベ
   ンチユリ圧と大気圧とを前記空気絞り弁に切換導
   入する圧力切換弁によつて制御することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の内燃エンジンの
   燃料供給制御方法。