JPH04232353A - エンジンの吸気装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸気通路にコールドス
タートインジェクタが設けられているエンジンの吸気装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば特開昭６３−２９７７
４５号公報に示されるように、吸気通路にコールドスタ
ートインジェクタを設け、燃料の気化性の悪い冷間始動
時に、常用のインジェクタから噴射される燃料に加えて
このコールドスタートインジェクタから余分に燃料を噴
射供給するようにした装置は知られている。特にこの公
報の装置では、スロットル弁およびサージタンクをバイ
パスするバイパス通路にコントロールバルブとコールド
スタートインジェクタを設け、バイパス通路内の比較的
早い気流を利用して空気と燃料の混合を促進しようとし
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この種の吸
気装置において上記バイパス通路は、アイドル回転数制
御等のための吸気流量の調節を精度良く行うようにする
ために通路面積が小さくされており、始動時には、主吸
気通路のスロットル弁が最小開度とされた状態でこのス
ロットル弁を通してある程度吸気が流入される状態で、
不足分がバイパス通路を通してエンジンに入力されるよ
うになっている。従って、バイパス通路内は流速はある
程度速くなるものの流量が少なく、このバイパス通路に
コールドスタートインジェクタを設けると、このインジ
ェクタから噴射される燃料が比較的多い場合にこれと混
合される空気量が不十分となり、燃料の霧化やミキシン
グの促進には限界があった。

【０００４】なお、スロットル弁が設けられている主吸
気通路にコールドスタートインジェクタを配置すること
が考えられるが、このようにするだけでは、始動時に主
吸気通路内の流速が低いため、燃料の霧化やミキシング
が促進されない。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑み、冷間始動時に
コールドスタートインジェクタから噴射される燃料が多
くの空気と十分に混合されるようにして燃料の霧化やミ
キシングを大幅に促進し、冷間時の始動性を向上するこ
とができるエンジンの吸気装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、冷間始動時に燃料を噴射供給するコール
ドスタートインジェクタを備え、冷間始動時のエンジン
の状態に応じて上記コールドスタートインジェクタから
の燃料噴射供給の時間を調節するようにしたエンジンの
吸気装置において、上記コールドスタートインジェクタ
を、吸気通路集合部上流であってスロットル弁が配置さ
れている主吸気通路に設けるとともに、上記スロットル
弁の開度を調節するスロットル開度調節手段と、上記コ
ールドスタートインジェクタからの燃料噴射供給の時間
に応じてこの時間が長いほどスロットル弁の開度を大き
くするように上記スロットル開度調節手段を制御するス
ロットル弁制御手段とを備えたものである。

【０００７】この構成において、上記コールドスタート
インジェクタは、上記スロットル弁が部分開位置にある
ときのスロットル弁外周部に近接する箇所に配置するこ
とが好ましい。

【０００８】また、上記スロットル弁をバイパスするバ
イパス通路に、この通路の吸気流量を調節するコントロ
ールバルブを備えるとともに、冷間始動時に上記スロッ
トル弁の開度に応じて上記コントロールバルブを制御す
ることにより吸気量の補正制御を行うコントロールバル
ブ制御手段を備えることが好ましい。

【０００９】さらに、上記コールドスタートインジェク
タからの燃料噴射供給の終了後は上記スロットル弁を基
本開度に戻すとともに上記バイパス通路の吸気流量をア
イドル回転数フィードバック制御により調節するように
、上記スロットル弁制御手段および上記コントロールバ
ルブ制御手段を構成することが好ましい。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、冷間始動時で上記コールド
スタートインジェクタからの燃料噴射供給の時間が長く
されるときに、スロットル弁を通る空気の流量および流
速が増大された状態でこれに向けて燃料が噴射され、十
分に空気と混合されることとなる。

【００１１】スロットル弁が部分開位置にあるときのス
ロットル弁外周部に近接する箇所にコールドスタートイ
ンジェクタが配置されていると、燃料噴射位置で空気の
流速が高められる。

【００１２】また、上記スロットル弁の開度に応じて上
記バイパス通路のコントロールバルブが制御されると、
冷間時動時にスロットル弁が開かれてもエンジンに対す
る吸気量が適正に調整される。

【００１３】上記コールドスタートインジェクタからの
燃料噴射供給の終了後は上記スロットル弁が基本開度に
戻されるとともに上記バイパス通路の吸気流量がアイド
ル回転数フィードバック制御で調節されることにより、
スムーズにアイドル運転状態へ移行する。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 図１は装置全体の構造を概略的に示している。この図に
おいて、エンジン１に対し、その各気筒の燃焼室２に吸
気を供給する吸気通路３と、各気筒の燃焼室２から排気
ガスを排出する排気通路４とが接続されている。

【００１５】上記吸気通路３はサージタンク（吸気通路
集合部）５の下流に気筒別の分岐通路６を有し、各分岐
通路６の下流端の吸気ポートが各気筒の燃焼室２に開口
しており、その各吸気ポートの近傍には常用のインジェ
クタ７が設けられている。上記サージタンク５より上流
側には、各気筒に共通の主吸気通路８が形成されている
。この主吸気通路８にはスロットル弁１１が設けられ、
さらに主吸気通路８の上流側にはエアクリーナ１２およ
びエアフローメータ１３が設けられている。

【００１６】上記スロットル弁１１は、電気信号に応じ
て駆動するステップモータ等の電気的なアクチュエータ
（スロットル開度調節手段）１４により開閉作動され、
電気信号に応じてスロットル弁１１の開度の調節が可能
となっている。また、このスロットル弁１１をバイパス
するバイパス通路としてＩＳＣ（アイドルスピードコン
トロール）通路１５が主吸気通路８に接続され、このＩ
ＳＣ通路１５に、この通路の吸気流量を調節するコント
ロールバルブとしてのＩＳＣバルブ１６が設けられてい
る。

【００１７】また、上記スロットル弁１１が設けられて
いる主吸気通路８に、コールドスタートインジェクタ１
８が設けられている。このコールドスタートインジェク
タ１８は、常用のインジェクタ７とは別に、エンジンの
冷間始動時に燃料を噴射供給するものである。

【００１８】２０はコントロールユニット（ＥＣＵ）で
あって、上記常用インジェクタ７およびコールドスター
トインジェクタ１８に制御信号を出力してこれらからの
燃料噴射を制御するとともに、スロットル弁１１のアク
チュエータ１４に制御信号を出力することによりスロッ
トル弁１１の開度を制御し、さらに、上記ＩＳＣバルブ
１６の制御等も行うものである。このコントロールユニ
ット２０には、上記エアフローメータ１３からの吸入空
気量検出信号、デイストリビュータ１０に設けられた回
転数センサ２１からのエンジン回転数信号、スロットル
開度センサ２２からのスロットル開度検出信号、エンジ
ンのウォータジャケットに設けられた水温センサ２３か
らの水温検出信号、吸気通路３に設けられた吸気温セン
サ２４からの吸気温検出信号、スタータスイッチ２５か
らの信号等が入力されている。

【００１９】図２は上記スロットル弁１１、ＩＳＣ通路
１５、コールドスタートインジェクタ１８等が配置され
た部分を拡大して示している。この図のように、上記コ
ールドスタートインジェクタ１８は、上記スロットル弁
１１が部分開位置にあるときのスロットル弁外周部に近
接する箇所において主吸気通路８の通路壁に取り付けら
れている。また、上記ＩＳＣバルブ１６は、ディーティ
信号に応じてＩＳＣ通路１５の流量を調節するデューテ
ィソレノイドバルブにより形成されている。なお、この
図に示す例では、スロットル弁１１をバイパスする通路
として、上記ＩＳＣ通路１５に加え、外部負荷作動時等
に空気を流通させるための通路２６が設けられ、この通
路２６に、この通路２６を開閉するエアバルブ２７が設
けられている。

【００２０】図３はコントロールユニツト２０を示し、
コントロールユニット２０はＣＳＩ（コールドスタート
インジェクタ）制御手段３１と、Ｔ／Ｖ（スロットル弁
）制御手段３２と、コントロールバルブ制御手段として
のＩＳＣ制御手段３３とを含んでいる。上記ＣＳＩ制御
手段３１は、エンジンの冷間始動時を判定し、冷間始動
時にコールドスタートインジェクタ１８に燃料噴射を行
わせる作動信号を出力し、この場合にコールドスタート
インジェクタ１８から燃料噴射を行わせる時間を水温等
に応じて設定し、温度が低くなるほど上記燃料噴射の時
間を長くするようになっている。

【００２１】上記Ｔ／Ｖ制御手段３２は、冷間始動時に
、上記ＣＳＩ制御手段３１によって設定される燃料噴射
の時間に応じてこの時間が長いほどスロットル弁１１の
開度を大きくするような制御信号をスロットル弁１１の
アクチュエータ１４に出力する。そして、上記コールド
スタートインジェクタ１８からの燃料噴射供給の終了後
のアイドル運転時は上記スロットル弁１１を基本開度（
最小開度）に戻し、その後の通常運転中はアクセル踏み
込み量等に応じた開度にスロットル弁１１を制御する信
号をアクチュエータ１４に出力するようになっている。

【００２２】またＩＳＣ制御手段３３は、上記のように
コールドスタートインジェクタ１８から燃料噴射が行わ
れるとともにそれに応じてスロットル弁１１が開かれて
いる冷間始動時に、スロットル弁１１の開度に応じて吸
気量の補正制御を行うようにＩＳＣバルブ１６に制御信
号を出力する。そして、これらの冷間始動時の制御が終
了してアイドル運転に移行すれば、上記ＩＳＣ通路１５
の吸気流量をアイドル回転数フィードバック制御により
調節し、つまり、回転数検出値と目標アイドル回転数と
の差に応じ、上記ＩＳＣバルブ１６に対する制御信号の
デューティをフィードバック補正するようになっている
。

【００２３】図４は上記コントロールユニット２０によ
るスロットル弁等の制御の一例をフローチャートで示し
ている。なお、このフローチャートは、後記ＣＳＩ噴射
時間、スロットル開度、ＩＳＣバルブのデューティ等を
演算するルーチンを示しており、このルーチンで求めら
れた値に基づいてコールドスタートインジェクタ１８、
アクチュエータ４およびＩＳＣバルブ１６等を駆動する
処理や、常用のインジェクタを制御する処理は、このル
ーチンとは別の割込みルーチン等（図示省略）で行われ
る。

【００２４】このフローチャートにおいては、スタート
すると、先ずステップＳ１で各種センサからの検出信号
を読み込む。続いてステップＳ２で、ＣＳＩ作動条件を
満足するか否かを調べる。この判定では、スタータオン
とされてからエンジン回転数が始動終了判定回転数に達
するまでのエンジンクランキング中で、かつ、エンジン
水温や吸気温が所定値以下の冷間時であるという条件を
満足するか否かを判定する。ＣＳＩ作動条件にあるとき
は、次のような冷間始動時の制御（ステップＳ３〜Ｓ８
）を行う。

【００２５】この冷間始動時の制御としては、先ずステ
ップＳ３で、ＣＳＩ噴射時間（コールドスタートインジ
ェクタ１８からの燃料噴射の時間）を決定する。ここで
は、エンジンの状態に応じてＣＳＩ噴射時間を決定し、
例えば水温に応じてこれが低いほどＣＳＩ噴射時間を長
くするようにし、予めこのような関係を設定したマップ
等に基づいてＣＳＩ噴射時間を決定すればよい。続いて
ステップＳ４で、そのときのエンジンの回転数や水温等
の状態に応じてマップ等から要求空気量を計算する。次
にステップＳ５で、上記ＣＳＩ噴射時間に応じてスロッ
トル開度を決定する。この場合に、図５に示すようにＣ
ＳＩ噴射時間が長くなるにつれてスロットル開度が大き
くなるようにし、予めこのような関係を設定したマップ
からスロットル開度が決定される。ステップＳ５に続い
てステップＳ６では、図６に示すようなスロットル開度
とスロットル弁通過空気量との関係に基づき、スロット
ル弁通過空気量の計算を行う。さらに、ステップＳ７で
、上記要求空気量から上記スロットル弁通過空気量と、
エアバルブ作動状態に応じて求められるエアバルブ通過
空気量とを減じることにより、ＩＳＣ負担分、つまり要
求空気量のうちでＩＳＣバルブ１６を通して流通させる
べき空気量を計算する。そして、ステップＳ８で、上記
ＩＳＣ負担分よりそれに見合うＩＳＣバルブ１６のデュ
ーティを計算し、それからリターンする。

【００２６】上記のような冷間始動時の処理の終了後等
においてステップＳ２の判定がＮＯとなったときは、ス
テップＳ９での始動終了か否かの判定と、その判定がＹ
ＥＳの場合のステップＳ１０でのアイドル運転状態か否
かの判定に基づき、アイドル運転時にはステップＳ１１
〜Ｓ１７の処理を行う。すなわち、アイドル運転状態と
なったときは、ステップＳ１１でスロットル弁１１を閉
（最小開度）に戻すとともに、ステップＳ１２で目標ア
イドル回転数を決定し、ステップＳ１３で目標アイドル
回転数に応じた要求空気量を計算する。さらに、ステッ
プＳ１４で、上記要求空気量から、スロットル弁を洩れ
る空気量およびエアバルブ通過空気量を減じることによ
ってＩＳＣ負担分を計算し、ステップＳ１５で上記ＩＳ
Ｃ負担分よりＩＳＣバルブ１６の基本デューティを計算
する。続いてステップＳ１６でエンジン回転数検出値Ｎ
ｅと目標アイドル回転数Ｎｉとを比較し、両者が相違す
る場合はステップＳ１７で両者の差（Ｎｅ−Ｎｉ）に応
じてデューティを補正するフィードバック制御を行う。

【００２７】なお、冷間始動時以外の始動時には、コー
ルドスタートインジェクタ１８からの燃料噴射は行わな
い。また、アイドル時以外の通常運転時にはその時のア
クセル踏み込み量に応じたスロットル開度の制御等が行
われる。これらの時の処理については従来と同様である
ので、省略する。

【００２８】以上のような当実施例の装置によると、エ
ンジンの冷間始動時には、燃焼性が悪化する傾向を補う
ためにコールドスタートインジェクタ１８から燃料が噴
射され、エンジンの状態に応じて上記ＣＳＩ噴射時間が
決定されるが、この場合に、コールドスタートインジェ
クタ１８が主吸気通路８に設けられていることと、上記
ＣＳＩ噴射時間に応じた開度にスロットル弁１１が開か
れることとにより、コールドスタートインジェクタ１８
から噴射された燃料の霧化や空気との混合が良好に行わ
れる。つまり、上記ＣＳＩ噴射時間が長くされることに
よりコールドスタートインジェクタ１８の全噴射量が多
くされているときは、それに応じた開度にスロットル弁
１１が開かれることにより、主吸気通路８を通る吸気の
流量が増大し、流速も速められる。従って、コールドス
タートインジェクタ１８から主吸気通路８に噴射された
燃料が十分に多くの空気と混合され、霧化およびミキシ
ングが促進されることとなる。

【００２９】とくに、上記スロットル弁１１が部分開位
置にあるときのスロットル弁外周部に近接する箇所にコ
ールドスタートインジェクタ１８が設けられていること
により、上記のようにスロットル弁１１がある程度開か
れた状態でその外周と通路壁との間を通る高速の気流に
向けて燃料が噴射されることとなり、霧化およびミキシ
ングがより一層促進される。

【００３０】また、この冷間始動時に、スロットル開度
に応じてＩＳＣバルブ１６のデューティを調節すること
により、全体として要求空気量が得られるように吸気量
の補正制御を行っているため、スロットル弁１１を通る
空気量が多くされても燃焼室へ供給される空気が必要以
上に多くなることはない。

【００３１】このような冷間始動時の制御が行われた後
には、アイドル運転状態に移行するに伴い、上記スロッ
トル弁１１が基本開度に戻されるとともに、エンジン回
転数の検出値と目標アイドル回転数との比較に基づいて
フィードバック制御により上記ＩＳＣ通路１６の吸気流
量が調節されることにより、冷間始動制御からアイドル
運転へスムーズにエンジン運転状態が移行することとな
る。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
ると、コールドスタートインジェクタを、吸気通路集合
部上流であってスロットル弁が設けられている主吸気通
路に設けるとともに、このコールドスタートインジェク
タからの燃料噴射供給の時間に応じてこの時間が長いほ
どスロットル弁の開度を大きくするようにしているため
、冷間始動時で上記コールドスタートインジェクタから
比較的多くの燃料が供給されるときに、主吸気通路を通
る空気の流量が多くされてこの空気で上記燃料の霧化や
ミキシングが十分に促進され、冷間時動時の燃焼性を大
幅に向上することができる。

【００３３】さらに、請求項２に記載のように、上記コ
ールドスタートインジェクタを、上記スロットル弁が部
分開位置にあるときのスロットル弁外周部に近接する箇
所に配置すると、スロットル弁と通路壁との間を通る高
速の気流を利用して燃料の霧化やミキシングを促進する
作用を高めることができる。

【００３４】また請求項３に記載のように、スロットル
弁をバイパスするバイパス通路のコントロールバルブを
、冷間始動時に上記スロットル弁の開度に応じて制御す
ることにより吸気量の補正制御を行うようにすると、上
記のような冷間始動時の制御中にもエンジンの吸気量を
適正に調節することができる。

【００３５】また請求項４に記載のように、上記のよう
な冷間始動時の制御の終了後は上記スロットル弁を基本
開度に戻すとともに上記バイパス通路の吸気流量をアイ
ドル回転数フィードバック制御により調節するようにす
ると、冷間始動時の制御からアイドル状態へスムーズに
運転状態を移行させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による吸気装置全体の概略図
である。

【図２】吸気装置主要部の概略図である。

【図３】コントロールユニットとこれに対する入出力系
統のブロック図である。

【図４】制御のフローチャートである。

【図５】ＣＳＩ噴射時間とスロットル開度との関係を示
す説明図である。

【図６】スロットル開度とスロットル弁通過空気量との
関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１　　エンジン ３　　吸気通路 ８　　主吸気通路 １１　　スロットル弁 １４　　アクチュエータ １５　　ＩＳＣ通路 １６　　ＩＳＣバルブ １８　　コールドスタートインジェクタ２０　　コント
ロールユニット ３１　　ＣＳＩ制御手段 ３２　　Ｔ／Ｖ制御手段 ３３　　ＩＳＣ制御手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　冷間始動時に燃料を噴射供給するコー
   ルドスタートインジェクタを備え、冷間始動時のエンジ
   ンの状態に応じて上記コールドスタートインジェクタか
   らの燃料噴射供給の時間を調節するようにしたエンジン
   の吸気装置において、上記コールドスタートインジェク
   タを、吸気通路集合部上流であってスロットル弁が配置
   されている主吸気通路に設けるとともに、上記スロット
   ル弁の開度を調節するスロットル開度調節手段と、上記
   コールドスタートインジェクタからの燃料噴射供給の時
   間に応じてこの時間が長いほどスロットル弁の開度を大
   きくするように上記スロットル開度調節手段を制御する
   スロットル弁制御手段とを備えたことを特徴とするエン
   ジンの吸気装置。
2. 【請求項２】　　上記コールドスタートインジェクタを
   、上記スロットル弁が部分開位置にあるときのスロット
   ル弁外周部に近接する箇所に配置したことを特徴とする
   請求項１記載のエンジンの吸気装置。
3. 【請求項３】　　上記スロットル弁をバイパスするバイ
   パス通路に、この通路の吸気流量を調節するコントロー
   ルバルブを備えるとともに、冷間始動時に上記スロット
   ル弁の開度に応じて上記コントロールバルブを制御する
   ことにより吸気量の補正制御を行うコントロールバルブ
   制御手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求
   項２記載のエンジンの吸気装置。
4. 【請求項４】　　上記コールドスタートインジェクタか
   らの燃料噴射供給の終了後は上記スロットル弁を基本開
   度に戻すとともに上記バイパス通路の吸気流量をアイド
   ル回転数フィードバック制御により調節するように、上
   記スロットル弁制御手段および上記コントロールバルブ
   制御手段を構成したことを特徴とする請求項３記載のエ
   ンジンの吸気装置。