JPH05215045A - エンジンの補助空気供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、補助空気の制御を緻密に行い、補
助空気の緻密な制御によってエンジンの運転状態に応じ
た適切な量の補助空気をインジェクタに供給するととも
に、エンジン制御の自由度を向上させることを目的とし
ている。 【構成】 このため、インジェクタよりも上流側の吸気
通路にスロットルバルブを設け、スロットルバルブより
も上流側の吸気通路とインジェクタとを連絡する補助空
気供給通路を設け、補助空気供給通路途中にソレノイド
バルブを設けるとともに吸気マニホルド内圧力を検出す
る圧力センサを設け、圧力センサからの検出信号を入力
しエンジンの運転状態に応じてインジェクタに供給する
補助空気量を調整すべくソレノイドバルブをデューティ
制御する制御部を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの補助空気供
給装置に係り、特にインジェクタに補助空気を供給して
インジェクタから噴射供給される燃料に補助空気を混入
して燃料を微粒化させるエンジンの補助空気供給装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンに燃料を供給する装置は、イン
ジェクタにより燃料を噴射供給するものがある。このよ
うなインジェクタにより燃料を噴射供給するものにあっ
て、インジェクタの噴射供給する燃料に補助空気を混入
して燃料を微粒化させることにより燃焼性の改善を図る
エンジンの補助空気供給装置がある。

【０００３】また、アシストエア供給装置としては、特
開平２−６４２５８号公報に開示される如く、吸気通路
途中に設けられ、吸気通路内に燃料を噴射する噴射弁
と、噴射弁から噴射された燃料に過給アシストエアを供
給する圧気源と、圧気源と噴射弁との間を接続するエア
導管と、エア導管の途中に設けられ、噴射弁からの燃料
噴射時に開弁して圧気源から噴射弁側に過給アシストエ
アを流出させるエアバルブとから構成したものがある。

【０００４】前記インジェクタには、例えば、図７に示
す内部エア混入方式のものや、図８に示す外部エア混入
方式のものがある。

【０００５】内部エア混入方式のインジェクタ１２４
は、図７に示す如く、各吸気マニホルド１１４の吸気通
路１２０に臨ませた取付孔部１５２にインジェクタ１２
４の噴射ノズル１５４を取付体１５６により取付けて設
け、噴射ノズル１５４の離間対向する前記取付体１５６
の隔壁１５８に連絡孔１６０を設けるとともに、この連
絡孔１６０に連続する噴射孔１６２を設け、前記噴射ノ
ズル１５４と取付体１５６の隔壁１５８との間に混入通
路１６４を形成して設け、この混入通路１６４に補助空
気供給通路１３０の出口１６６を連通開口して設けたも
のである。

【０００６】また、外部エア混入方式のインジェクタ２
２４は、図８に示す如く、各吸気マニホルド２１４の吸
気通路２２０に臨ませた取付孔部２５２にインジェクタ
２２４の噴射ノズル２５４を取付体２５６により取付け
て設け、噴射ノズル２５４の近接位置する前記取付体２
５６の隔壁２５８に連絡孔２６０を設けるとともに、こ
の連絡孔２６０に連続する噴射孔２６２を設け、この噴
射孔２６２に連通する混入通路２６４を取付体２５６に
形成して設け、この混入通路２６４に補助空気供給通路
２３０の出口２６６を連通開口して設けたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のエン
ジンの補助空気供給装置において、インジェクタの噴射
供給する燃料に混入される補助空気量は、徒に多くして
も所期の目的を達成し得ず、供給する補助空気量を適切
に調整する必要がある。また、燃料に混入される補助空
気量は、エンジンへの吸入空気量の一部となるので、ス
ロットルバルブにより調整される主たる吸入空気量を減
少させる必要がある。

【０００８】特に、エンジンのアイドリング運転時等の
ように、エンジンへの吸入空気量が少ない運転状態にお
いては、燃料に混入される補助空気量が多いと、スロッ
トルバルブが閉鎖状態であるにもかかわらず、エンジン
回転数がアイドル回転数まで低下せず、エンジンの制御
が困難になる不都合がある。

【０００９】したがって、インジェクタの噴射供給する
燃料に混入される補助空気量は、エンジンの運転状態に
応じて適切に調整する必要がある。

【００１０】しかし、従来の補助空気供給装置において
は、エンジンの運転状態に応じて適切に補助空気量を調
整するものがなく、実用上不利であるという不都合があ
った。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、インジェクタに補助空気を
供給してインジェクタから噴射供給される燃料に補助空
気を混入して燃料を微粒化させるエンジンの補助空気供
給装置において、前記インジェクタよりも上流側の吸気
通路にスロットルバルブを設け、このスロットルバルブ
よりも上流側の吸気通路と前記インジェクタとを連絡す
る補助空気供給通路を設け、この補助空気供給通路途中
にソレノイドバルブを設けるとともに吸気マニホルド内
圧力を検出する圧力センサを設け、この圧力センサから
の検出信号を入力しエンジンの運転状態に応じて前記イ
ンジェクタに供給する補助空気量を調整すべく前記ソレ
ノイドバルブをデューティ制御する制御部を設けたこと
を特徴とする。

【００１２】

【作用】上述の如く発明したことにより、エンジンに補
助空気を供給する際には、制御部がエンジンの運転状態
に応じてソレノイドバルブのデューティ制御を行い、ソ
レノイドバルブを開閉させてエンジンの運転状態に応じ
た量の補助空気をインジェクタに供給している。

【００１３】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１４】図１〜図６は、この発明の実施例を示すも
のである。図１において、２はエンジン、４はエアクリ
ーナ、６は吸気ダクト、８はスロットルボティ、１０は
スロットルバルブ、１２はエアチャンバ、１４は吸気マ
ニホルド、１６は排気マニホルド、１８は排気管であ
る。

【００１５】前記エンジン２には、エアクリーナ４から
吸気ダクト６とスロットルボディ８とエアチャンバ１２
を介して夫々の吸気マニホルド１４により例えば４個の
各燃焼室（図示せず）に連通する吸気通路２０を形成し
ている。この吸気通路２０の途中のスロットルボディ８
には、スロットルバルブ１０を設けている。また、エン
ジン２には、各燃焼室から排気マニホルド１６を介して
排気管１８により外部に連通する排気通路２２を設けて
いる。

【００１６】前記エンジン２は、スロットルバルブ１０
の下流側の吸気通路２０に、各燃焼室に燃料を噴射供給
するインジェクタ２４を、例えば、各吸気マニホルド１
４に取付けて設けている。各インジェクタ２４は、夫々
燃料分配管２６に接続されている。燃料分配管２６に
は、燃料管２８が接続されている。燃料管２８は、図示
しない燃料タンクに接続されている。

【００１７】前記インジェクタ２４には、内部エア混入
方式のものや外部エア混入方式のものがあり、このどち
らかが使用される。前記内部エア混入方式や外部エア混
入方式のインジェクタ２４は、従来の技術において説明
してあるので、この実施例では説明を省略する。

【００１８】また、前記スロットルバルブ１０よりも上
流側の吸気通路２０と前記インジェクタ２４とを連絡す
る補助空気供給通路３０を設け、この補助空気供給通路
３０途中にソレノイドバルブ３２を設けるとともに、吸
気マニホルド内圧力を検出する圧力センサ４６を設け、
この圧力センサ４６からの検出信号を入力しエンジン２
の運転状態に応じて前記インジェクタ２４に供給する補
助空気量を調整すべく前記ソレノイドバルブ３２をデュ
ーティ制御する制御部３４を設ける。

【００１９】詳述すれば、前記スロットルバルブ１０よ
りも上流側の吸気通路２０部位、例えばエアクリーナ４
とインジェクタ２４とを補助空気供給通路３０により連
絡する。この補助空気供給通路３０は、上流側端部が前
記エアクリーナ４に連結する第１補助空気供給通路３０
−１と下流側部位がインジェクタ２４に連結される第２
補助空気供給通路３０−２とから形成されている。前記
第１補助空気供給通路３０−１の下流側端部と第２補助
空気供給通路３０−２の上流側端部とは、ソレノイドバ
ルブ３２によって連結されている。

【００２０】前記ソレノイドバルブ３２には、図２に示
す如く、エアクリーナ４側である第１補助空気供給通路
３０−１に連結される第１開口部３６−１とインジェク
タ２４側である第２補助空気供給通路３０−２に連結さ
れる第２開口部３６−２とが形成されている。この第
１、第２開口部３６−１、３６−２は、内部通路３８に
よって連絡されている。

【００２１】また、前記ソレノイドバルブ３２内には、
弁体４０が配設されている。この弁体４０は、スプリン
グ４２の付勢力によって常時内部通路３８の閉鎖方向に
押圧されており、コイル４４の通電時にのみ付勢力に抗
して前記内部通路３８を開放するものである。

【００２２】更に、前記ソレノイドバルブ３２は、図３
に示す如く、後述する制御部３４によって、例えば１０
〜２０ヘルツの周波数によるデューティ制御で作動され
るものであり、図６に示す流量特性を有している。

【００２３】更にまた、前記制御部３４には、吸気マニ
ホルド内圧力Ｐ２を検出する圧力センサ４６、スロット
ルボディ８に設けられるスロットルセンサ４８やその他
の各センサ類からエンジン２の情報が入力されている。

【００２４】また、前記インジェクタ２４に供給される
補助空気量は、単にデューティで決定されるものではな
く、図４に示す如く、前記インジェクタ２４の上流側圧
力である吸気マニホルド内圧力Ｐ２と下流側圧力Ｐ３の
圧力差△Ｐ＝｜Ｐ２−Ｐ３｜で左右される。ここで、ソ
レノイドバルブ３２が通電されている時の下流側圧力Ｐ
３は、エアクリーナ４内の圧力（略大気圧）に等しいた
め、結果的に補助空気量は、吸気マニホルド内圧力Ｐ２
により決定されている。

【００２５】従って、前記補助空気量は、ｆ（△Ｐ、Ｄ
ｕＴＹ）で表わすことができ、このときの圧力差△Ｐ
は、△Ｐ〜Ｐ２である。この実施例においては、圧力セ
ンサ４６によって吸気マニホルド内圧力Ｐ２を常時モニ
タしているので、必要補助空気量に対するデューティを
制御部３４によって容易に求めることができる。

【００２６】また、前記制御部３４には、図４に示した
圧力差△Ｐと、必要補助空気量との関係がインプットさ
れており、この圧力差△Ｐと必要補助空気量からデュー
ティを求めている。このデューティは、エンジン２の各
運転状態により求められ、このデューティによって補助
空気量が決定されている（図５（ａ）〜図５（ｃ）参
照）。

【００２７】次に作用について説明する。

【００２８】エンジン２が動作した際には、制御部３４
が圧力センサ４６等からの検出信号によりエンジン２の
運転状態を検知し、補助空気を供給しない時は、スプリ
ング４２の付勢力によってソレノイドバルブ３２を閉鎖
している。

【００２９】また、補助空気を供給する場合は、圧力セ
ンサ４６からの検出信号によりエンジン２の運転状態を
判断し、この運転状態に応じてソレノイドバルブ３２の
コイルを通電してデューティに応じた開放制御を行い、
ソレノイドバルブ３２を開放して前記エンジン２の運転
状態に応じた量の補助空気をインジェクタ２４に供給し
ている。

【００３０】これにより、補助空気供給用のデューティ
制御を緻密に行うことができ、他のエンジン制御を害す
ることなく補助空気の供給ができるとともに、補助空気
供給の緻密なデューティ制御によってエンジン２の運転
状態に応じた適切な量の補助空気をインジェクタ２４に
供給し得て、実用上有利である。

【００３１】また、補助空気供給通路３０に設けられた
ソレノイドバルブ３２をエンジン状態に応じてデューテ
ィ制御することにより、減速時や全負荷時に補助空気を
容易にカットすることができるとともに、補助空気供給
通路の通路断面積を設定して補助空気量を調整する方策
のものに比し、制御部３４内のプログラムの変更のみ
で、種々設定の制御が可能となり、エンジン制御の自由
度を向上させることができる。

【００３２】なお、この発明は上述実施例に限定される
ものではなく、種々の応用改変が可能である。

【００３３】例えば、この発明の実施例においては、圧
力センサにより吸気マニホルド内圧力を検出し、この吸
気マニホルド内圧力とインジェクタの下流側圧力との差
により補助空気量を決定していたが、あらかじめ制御部
にエンジン吸入空気量のマップを設け、このマップによ
り補助空気供給用のデューティを決定させることも可能
である。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明した如くこの発明によれ
ば、インジェクタよりも上流側の吸気通路にスロットル
バルブを設け、スロットルバルブよりも上流側の吸気通
路とインジェクタとを連絡する補助空気供給通路を設
け、補助空気供給通路途中にソレノイドバルブを設ける
とともに吸気マニホルド内圧力を検出する圧力センサを
設け、圧力センサからの検出信号を入力しエンジンの運
転状態に応じてインジェクタに供給する補助空気量を調
整すべくソレノイドバルブをデューティ制御する制御部
を設けたので、補助空気の制御を緻密に行うことがで
き、補助空気の緻密な制御によってエンジンの運転状態
に応じた適切な量の補助空気をインジェクタに供給し得
て、実用上有利である。また、補助空気供給通路の通路
断面積を設定して補助空気量を調整する方策のものに比
し、制御部内のプログラムの変更のみで、種々設定の制
御が可能となり、エンジン制御の自由度を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すエンジンの補助空気供
給装置の構成図である。

【図２】ソレノイドバルブの拡大断面図である。

【図３】ソレノイドバルブのデューティ制御例を示す図
である。

【図４】デューティと補助空気量との関係を示す図であ
る。

【図５】（ａ）運転状態とデューティとの関係を示す図
である。（ｂ）運転状態と補助空気量との関係を示す図
である。（ｃ）運転状態と吸気マニホルド内圧力との関
係を示す図である。

【図６】ソレノイドバルブの流量特性を示す図である。

【図７】この発明の従来の技術を示す内部エア混合方式
のインジェクタの断面図である。

【図８】内部エア混合方式のインジェクタの断面図であ
る。

【符号の説明】

２ エンジン ４ エアクリーナ １４ 吸気マニホルド ２０ 吸気通路 ２４ インジェクタ ３０−１ 第１補助空気供給通路 ３０−２ 第２補助空気供給通路 ３２ ソレノイドバルブ ３４ 制御部

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【手続補正書】

【提出日】平成４年４月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インジェクタに補助空気を供給してイン
   ジェクタから噴射供給される燃料に補助空気を混入して
   燃料を微粒化させるエンジンの補助空気供給装置におい
   て、前記インジェクタよりも上流側の吸気通路にスロッ
   トルバルブを設け、このスロットルバルブよりも上流側
   の吸気通路と前記インジェクタとを連絡する補助空気供
   給通路を設け、この補助空気供給通路途中にソレノイド
   バルブを設けるとともに吸気マニホルド内圧力を検出す
   る圧力センサを設け、この圧力センサからの検出信号を
   入力しエンジンの運転状態に応じて前記インジェクタに
   供給する補助空気量を調整すべく前記ソレノイドバルブ
   をデューティ制御する制御部を設けたことを特徴とする
   エンジンの補助空気供給装置。