JPH0633849A - 内燃機関のエアアシスト式燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、噴射された燃料を微粒化すること
を可能とする内燃機関のエアアシスト式燃料噴射装置に
関し、大気圧が低下した時にも燃料の良好な微粒化を実
現することを目的とする。 【構成】 燃料噴射弁５と、燃料噴射弁５の噴口５ａ近
傍へアシストエアを供給するアシストエア通路７と、ア
シストエア通路７に設けられ、アシストエアを加圧する
ための加圧手段８と、大気圧を検出するための大気圧検
出手段１３と、大気圧が低下した時、アシストエアがよ
り加圧されるように加圧手段８を制御する制御手段９、
とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のエアアシス
ト式燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料の微粒化を促進するために、噴射さ
れた燃料に向けてアシストエアを供給するエアアシスト
式燃料噴射装置が公知である。従来、このようなエアア
シスト式燃料噴射装置は、吸気通路内の負圧と大気圧と
の圧力差を利用して燃料噴射弁の噴口近傍へアシストエ
アを供給するために、スロットルバルブの開度が大きく
なる機関高負荷時において、前述の圧力差が小さくなる
ことに伴いアシストエア圧が低くなり、燃料を充分に微
粒化することができない問題を有していた。

【０００３】この問題を解決するために、特開昭５７−
１９１４５４号公報には、アシストエア通路にエアポン
プを設け、機関高負荷時などにエアポンプによりアシス
トエアを加圧するエアアシスト式燃料噴射装置が記載さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術におい
て、車両が高地で運転される時、エアポンプ上流の大気
圧が低下するために、所望のアシストエア圧が得られな
くなり、燃料の微粒化が悪化する。

【０００５】従って、本発明の目的は、車両が高地で運
転される時などのように大気圧が低下しても燃料の良好
な微粒化を可能とする内燃機関のエアアシスト式燃料噴
射装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による内燃機関の
エアアシスト式燃料噴射装置は、燃料噴射弁と、前記燃
料噴射弁の噴口近傍へアシストエアを供給するアシスト
エア通路と、前記アシストエア通路に設けられ、アシス
トエアを加圧するための加圧手段と、大気圧を検出する
ための大気圧検出手段と、大気圧が低下した時、アシス
トエアがより加圧されるように前記加圧手段を制御する
制御手段、とを具備することを特徴とする。

【０００７】

【作用】前述のエアアシスト制御装置は、大気圧検出手
段が大気圧を検出し、大気圧が低下した時、制御手段が
アシストエアがより加圧されるように加圧手段を制御す
る。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明によるエアアシスト式燃料噴
射装置の実施例を示す概略図である。同図において、１
は燃焼室、２は吸気弁３を介して燃焼室１とエアクリー
ナ４とを連通する吸気通路である。吸気通路２の吸気弁
３の近傍には、それに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁
５が設けられ、吸気通路２のその上流側には、スロット
ル弁６が設置されている。

【０００９】燃料噴射弁５の噴口５ａ近傍には、噴射さ
れた燃料を微粒化するために、それに向けてアシストエ
アを供給するアシストエア供給通路７が接続され、この
アシストエア供給通路７は、エアポンプ８を介して吸気
通路２のスロットル弁６の上流側に接続されている。エ
アポンプ８の駆動電流を制御するための制御装置９が設
けられ、制御装置９には、吸気通路２のスロットル弁６
下流における負圧を検出するための負圧センサ１０、回
転センサ１１、冷却水温センサ１２、及び大気圧センサ
１３等が電気的に接続されている。

【００１０】制御装置９によるエアポンプ８の駆動電流
の制御は、図２に示すフローチャートに従って行われ
る。まずステップ１０１において、冷却水温センサ１２
から得られる信号を基に冷却水温ＴＨＷが算出され、ま
た回転センサ１０から得られる信号を基にエンジン回転
数ＮＥが算出される。

【００１１】次にステップ１０２において、エンジン回
転数ＮＥ又は、図示しないスロットル全閉スイッチから
発せられるスロットル全閉信号を基に現在がアイドル状
態であるかどうかが判断される。アイドル状態である時
は、ステップ１０３に進み、冷却水温ＴＨＷを基に目標
回転数ＴＮＥが図３に示す第１マップから求められる。
冷却水温ＴＨＷが低いときは、アイドル回転数を高め
て、燃焼の安定化及び早期暖機を実現することが好まし
い。それにより、第１マップにおいて、冷却水温ＴＨＷ
が低くなるにつれて目標回転数ＴＮＥは高くなるように
設定させている。

【００１２】目標回転数ＴＮＥが得られると、ステップ
１０４において、目標回転数ＴＮＥと現在の回転数ＮＥ
との差（ＴＮＥ−ＮＥ）が正の所定値Ａより大きいかど
うかが判断され、この判断が肯定される時はステップ１
０５に進み、エアポンプ８の機関アイドル時における駆
動電流Ｉ’は所定量α１だけ増加され、アシストエア圧
を上昇させる。それにより、この時の吸入空気量が増加
してエンジン回転数ＮＥが高くされる。一方ステップ１
０４における判断が否定される時はステップ１０６に進
み、前述の差が負の所定値Ｂより小さいかどうかが判断
される。この判断が肯定される時はステップ１０７に進
み、エアポンプ８の機関アイドル時における駆動電流
Ｉ’は所定量α２だけ減少され、アシストエア圧を下降
させて、エンジン回転数ＮＥが低くされる。この所定量
α２は、前述の所定量α１と同じ値にすることも可能で
ある。

【００１３】このような流れが繰り返されると、ステッ
プ１０６における判断が否定され、すなわち、前述の差
が所定値Ｂ以上所定値Ａ以下となり、現在の回転数ＮＥ
はほぼ目標回転数ＴＮＥに一致させることができる。こ
のようにして、アイドル状態の時、エンジン回転数ＮＥ
は、冷却水温ＴＨＷにより決定される目標回転数ＴＮＥ
にほぼ一致する様にアシストエア圧が制御される。

【００１４】次にステップ１０２において、アイドル状
態でない時は、ステップ１０８に進み、負圧センサ１０
から得られる吸気通路２のスロットル弁６下流の負圧Ｐ
Ｍが検出され、ステップ１０９において、負圧ＰＭと冷
却水温ＴＨＷを基に図４に示す第２マップからエアポン
プ８の駆動電流Ｉが求められる。この第２マップは、冷
却水温ＴＨＷが低いほど、また負圧ＰＭの程度が小さい
ほど、エアポンプ８の駆動電流を大きくするように設定
されている。

【００１５】次にステップ１１０において、大気圧セン
サ１３から現在の大気圧ＰＡが検出され、ステップ１１
１において、駆動電流Ｉに標準大気圧ＰＢと大気圧ＰＡ
との比（ＰＢ／ＰＡ）を掛けて新たな駆動電流Ｉが算出
され、この駆動電流Ｉによってエアポンプ８が駆動され
る。

【００１６】それにより、冷却水温ＴＨＷが低い機関冷
間時において、燃料の微粒化の程度が悪化するためにア
シストエア圧は高められ、また機関負荷が上昇してスロ
ットル弁６の開度が大きくなり、吸気通路２のスロット
ル弁６下流における負圧の程度が小さくなると、燃料が
微粒化しにくくなるために、この時にもアシストエア圧
が高められ、燃料の良好な微粒化を実現することができ
る。

【００１７】車両が高地で運転される時、大気圧が低く
なって通常より吸気通路２のスロットル弁６下流におけ
る負圧の程度が大きくなり、燃料が微粒化されやすくな
るが、それに伴いエアポンプ８の駆動電流Ｉを小さくす
ると、アシストエア供給通路７のエアポンプ８上流の大
気圧も同様に低くなっているために、この時に必要とさ
れるアシストエア圧が得られなくなる。しかし、本フロ
ーチャートによれば、この時、エアポンプ８の駆動電流
Ｉは、標準大気圧ＰＢと現在の大気圧ＰＡとの比によっ
て補正されるために、吸気通路２の負圧の程度に応じ
て、最適なアシストエア圧を得ることができる。

【００１８】機関アイドル状態の時は、特別に大気圧に
よる補正は行われないが、アイドル回転数が冷却水温か
ら決定される目標回転数にほぼ一致するようにアシスト
エア圧が制御されるために、問題とはならない。

【００１９】本実施例において、吸気通路２のスロット
ル弁６下流における負圧を直接検出するために負圧セン
サ１０を設けたが、その代わりにスロットル弁開度セン
サ１４を設け、このセンサ１４から得られるスロットル
弁６の開度と、エンジン回転数と、大気圧とから前述の
負圧を計算するようにすることも可能である。

【００２０】図５は、エアアシスト式燃料噴射装置の第
２実施例を示す概略図である。図１に示す第１実施例と
の違いについて以下に説明する。本実施例のアシストエ
ア供給通路７’に設けられているエアポンプ８’は、常
時一定の電流により駆動されるものである。アシストエ
ア供給通路７’のエアポンプ８’下流側は、圧力調整器
２０の圧力室２０ａに直接接続され、アシストエア供給
通路７のエアポンプ８’の上流側は圧力調整器２０の圧
力室２０ａにボール弁２０ｂを介して接続されている。

【００２１】ボール弁２０ｂは、圧力調整器２０のケー
ス２０ｃにダイヤフラム２０ｄによって支持されたボー
ル弁保持部材２０ｅ内に保持されている。ボール弁保持
部材２０ｅはバネ２０ｆによって下方に付勢され、バネ
２０ｆの上側端部は永久磁石から形成された可動部材２
０ｇに固定されている。可動部材２０ｇは、バネ２０ｈ
によってケース２０ｃに支持され、コイル２０ｉへ励磁
電流を与えることによりバネ２０ｈに逆らって下方に動
かされる。可動部材２０ｇの下方への移動距離は、励磁
電流の大きさに依存する。

【００２２】可動部材２０ｇが最上位置にある時、圧力
室２０ａ内が所定圧力になった時点でボール弁２０ｂが
開かれ、圧力室２０ａとアシストエア供給通路７のエア
ポンプ８’上流側とが連通されるが、可動部材２０ｇが
下方に動かされると、バネ２０ｆの付勢力が増大するた
めに、圧力室２０ａ内がより高い圧力にならない限りボ
ール弁２０ｂは開かれない。

【００２３】このように、コイル２０ｉへ与える励磁電
流を制御することによって、ボール弁２０ｂが開かれる
圧力を制御することができる。ボール弁２０ｂが開か
れ、圧力室２０ａとアシストエア供給通路７のエアポン
プ８’上流側とが連通されると、アシストエア供給通路
７のエアポンプ８’の下流側と上流側とが連通されるこ
とになり、エアポンプ８’の下流側の圧力は、エアポン
プ８’が駆動され続けてもそれ以上上昇することはな
く、この圧力に維持される。

【００２４】それにより、制御装置９’が、図２に示す
フローチャートによって、エアポンプの駆動電流を制御
する代わりに、コイル２０ｉへ与える励磁電流を制御す
ることにより、機関運転状態に応じた所望のアシストエ
ア圧を得ることができる。

【００２５】図６は、エアアシスト式燃料噴射装置の第
３実施例を示す概略図である。図１に示す第１実施例と
の違いについて以下に説明する。本実施例のアシストエ
ア供給通路７”には、常時一定の電流により駆動される
エアポンプ８’の下流側に閉鎖弁３０が設けられてい
る。閉鎖弁３０は燃料噴射弁５の燃料噴射時期と同期し
て開き、その時アシストエアが燃料を微粒化するために
供給される。この閉鎖弁３０は、制御装置９”によって
図７に示す第２フローチャートに従って開閉制御され
る。

【００２６】まずステップ２０１において、大気圧セン
サ１３から検出される大気圧ＰＡが所定圧力Ｐより低い
かどうかが判断される。この判断が否定されれば、ステ
ップ２０２に進み、図８（Ａ）に示すタイムチャートに
よって開閉制御される。またステップ２０１における判
断が肯定される時、図８（Ｂ）に示すタイムチャートに
よって開閉制御される。図８（Ｂ）のタイムチャート
は、図８（Ａ）のものに比べて燃料噴射後の閉鎖弁３０
の開弁時間が短く設定されている。それにより、大気圧
ＰＡが所定圧力Ｐより低い時、次に閉鎖弁３０が開弁さ
れるまでの時間が長くなるために、閉鎖弁３０閉弁時に
おけるエアポンプ８’による加圧時間が長くなり、その
分アシストエアをより加圧することができ、所望のアシ
ストエア圧を得ることが可能となる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によるエアアシスト式燃料噴射装
置によれば、車両が高地で運転される時のように大気圧
が低下すると、加圧手段がアシストエアをより加圧する
ように制御されるために、所望のアシストエア圧を得る
ことが可能となり、大気圧低下時においても良好な燃料
の微粒化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による内燃機関のエアアシスト式燃料噴
射装置の第１実施例を示す概略図である。

【図２】第１実施例の制御のための第１フローチャート
である。

【図３】第１フローチャートに使用される第１マップで
ある。

【図４】第１フローチャートに使用される第２マップで
ある。

【図５】本発明による内燃機関のエアアシスト式燃料噴
射装置の第２実施例を示す概略図である。

【図６】本発明による内燃機関のエアアシスト式燃料噴
射装置の第３実施例を示す概略図である。

【図７】第３実施例の制御のための第２フローチャート
である。

【図８】第２フローチャートに使用される閉鎖弁の開閉
制御タイムチャートである。

【符号の説明】

２…吸気通路 ５…燃料噴射弁 ７，７’，７”…アシストエア供給通路 ８，８’…エアポンプ ９，９’，９”…制御装置 １３…大気圧センサ ２０…圧力調整器 ３０…閉鎖弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁の噴口近
   傍へアシストエアを供給するアシストエア通路と、前記
   アシストエア通路に設けられ、アシストエアを加圧する
   ための加圧手段と、大気圧を検出するための大気圧検出
   手段と、大気圧が低下した時、アシストエアがより加圧
   されるように前記加圧手段を制御する制御手段、とを具
   備することを特徴とする内燃機関のエアアシスト式燃料
   噴射装置。