JPH0727034A - 内燃機関のアシストエア制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アシストエア供給装置において、冷間時のエ
ア制御弁の開閉に伴う空気脈動を抑制し、かつ、ＩＳＣ
機能の制御性を向上させること。 【構成】 冷却水温センサ３０の出力から冷間時と判断
されたとき、ＥＣＵ２５は第１流量制御弁１の開度を制
御することによりアシストエア供給量を制御する開度制
御を行う。また、暖気時と判断されたときには燃料噴射
弁２３の燃料噴射に同期して第１流量制御弁１を開閉制
御する噴射同期制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に内燃機関用燃料噴
射弁のエアアシスト制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、アイドル・スピード・コントロー
ル（ＩＳＣ）装置を兼ねたエアアシスト制御装置とし
て、特開昭５８−１９５０５７号公報に開示されている
ようなものがある。これによると、一つの流量制御弁の
開閉により各燃料噴射装置にアシストエアを供給すると
ともに、ＩＳＣ用の空気も供給している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のこの制
御方法では低温時のアイドルの流量を多く必要とすると
きには、制御弁の開閉間隔が短くなるため、制御弁がそ
の要求に追従しなくなり、ＩＳＣ機能の制御性が悪くな
るおそれがあった。また、制御弁開閉時の吸気脈動によ
り生じる脈動音も、暖機後に生じる脈動音とは異なった
周波数で生じるため特別な対策が必要であった。

【０００４】そこで、本発明の目的は内燃機関の暖機途
中のＩＳＣ制御性を確保し、かつ、低温時の吸気脈動音
をなくすことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、図１に
示したように、内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁の
噴孔周囲の圧力より高いエアを外部から導入するエア導
入部と、このエア導入部より導入したエアを上記各気筒
の燃料噴射弁の噴孔近傍に形成された開口までそれぞれ
導く複数のエア排出部とを有するエア導入通路と、この
エア導入通路に設けられ、上記エア導入部を連通・遮断
するエア制御弁と、上記エア制御弁を開閉することによ
り、燃料噴射時に上記開口から供給するエアの量を制御
するエア供給制御手段とを備える内燃機関のアシストエ
ア制御装置において、内燃機関の暖機状態を検出する暖
機状態検出手段を備え、上記エア供給制御手段は上記暖
機状態検出手段によって検出される暖機状態に応じて、
冷間時には上記エア制御弁の開度を制御する開度制御
に、暖機時には燃料噴射時期に同期してエアを供給する
ように上記エア制御弁を開閉制御する噴射同期制御に切
り換える切り換え手段を含むことを特徴とする内燃機関
のアシストエア制御装置を提供する。

【０００６】

【作用】エア導入通路は、内燃機関に燃料を供給する燃
料噴射弁の噴孔周囲の圧力より高いエアを外部から導入
するエア導入部と、このエア導入部より導入したエアを
上記各気筒の燃料噴射弁の噴孔近傍に形成された開口ま
でそれぞれ導く複数のエア排出部とから構成され、さら
にこのエア導入通路には、上記エア導入部を連通・遮断
するエア制御弁が設けられている。そして、エア供給制
御手段は上記エア制御弁を開閉することにより、燃料噴
射時に上記開口から供給するエアの量を制御している。

【０００７】さらに、このエア供給制御手段は、暖機状
態検出手段によって検出される暖機状態に応じて、冷間
時には上記エア制御弁の開度を制御する開度制御に、暖
機時には燃料噴射時期に同期してエアを供給するように
上記エア制御弁を開閉制御する噴射同期制御に切り換え
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の流量制御弁をアイドル・スピ
ード・コントロール（ＩＳＣ）装置を兼ねたエアアシス
ト装置に適用した第１実施例について、その構成および
作動を図２，図３に従って説明する。図２は本発明の流
量制御弁の構成を示したものである。また、図３は本発
明を４気筒レシプロエンジンに適用した場合の構成図で
ある。２１はエンジン本体、２２は吸気管２６内に設け
られており、エンジン２１への空気の供給量を制御する
スロットル弁、２０は吸入空気の脈動を抑えるサージタ
ンク、２３ａ〜２３ｄはそれぞれ、第１気筒用，第２気
筒用，第３気筒用，第４気筒用の燃料噴射インジェクタ
である。２４ａ〜２４ｄはそれぞれインジェクタ２３ａ
〜２３ｄによる噴射燃料の霧化を促進するアシストエア
を供給するためのアシストエア用エア供給管路であり、
それらの上流はエア供給管路２４ａ，２４ｂについては
第１の流体出力口１３へエア供給通路２４ｃ，２４ｄに
ついては第２の流体出力口１５へ連通している。

【０００９】１はソレノイド式ロータリ弁からなる第１
流量制御弁であり、２は第１流量制御弁の下流に配置し
たバイメタル式ロータリ弁からなる第２流量制御弁であ
る。それぞれの構成および作動については後で詳しく述
べる。第１流量制御弁１はスロットル弁２２の上流から
アシストエア用エア吸入管路２７を通してエアをとり入
れる第１の流入口３と、第１の流出口４と第２流出口５
とを有する。第２流量制御弁２は第２の流入口６と第３
の流入口７と第３の流出口８とを有する。第１の流出口
４は第１の流体管路９と第２の流体管路１０とに連通
し、第２の流出口５は第３の流体管路１１と第４の流体
管路１２とに連通している。また、第２の流体管路１０
は第２の流入口６に連通し、第３の流体管路１１は第３
の流入口７に連通する。

【００１０】そして、第１の流体管路９の一端が第１の
流体出力口１３となりアシストエア用エア供給管路２４
ａ，２４ｂに連通し、同様に第４の流体管路１２の一端
が第２の流体出力口１５となりアシストエア用エア供給
管路２４ｃ，２４ｄに連通している。また、第３の流出
口８は第３の流体出力口１４となり、流体管路を介して
サージタンク２０に連通する。

【００１１】２５は電子制御装置（ＥＣＵ）であり、例
えば、クランク角度を検出する回転角センサ２８や、ス
ロットル弁２２の開度を検出するアイドルスイッチを兼
ねたスロットル開度センサ２９、また、冷却水温を検出
する冷却水温センサ３０等の各種センサからの入力信号
にもとづいて、インジェクタ２３ａ〜２３ｄ，第１流量
制御弁１，その他の装置を制御してエンジン２１の運転
状態を制御する。

【００１２】また、エア供給管路２４の出口の燃料噴射
弁２３側端部には、図４に示す如く、燃料噴射弁２３か
らの噴射燃料と第１，第２の流量制御弁１，２を介して
導入したエア（以下、ミキシングエアという。）とを効
率良く混合するためのエアミクスチャソケット１２０が
設けられている。このエアミクスチャソケット１２０
は、燃料噴射弁２３の先端を気密状態で保持するための
保持部１２２と、燃料噴射弁２３からの噴射燃料を内燃
機関各気筒＃１〜＃４の吸気ポート内に導入するための
孔１２３が穿設された燃料噴孔部１２４と、燃料噴孔部
１２４の吸気ポート側周囲にエア供給管路２４を通過し
てきたミキシングエアを導くための複数の孔１２５が穿
設されたエア噴孔部１２６とから構成され、各気筒＃１
〜＃４の吸気ポートに装着されている。また、このエア
ミクスチャソケット１２０のエア噴孔部１２６の孔１２
５の総断面積は、エア供給管路２４の通路断面積の略１
／３程度となるように設定されている。

【００１３】従って、各気筒＃１〜＃４の吸気ポートが
負圧となる内燃機関２１の運転中に第１，第２の流量制
御弁１，２を開弁すると、スロットルバルブ２２の上流
側圧力（略大気圧）と吸気ポートの圧力（負圧）との差
圧により、吸気管２６内に流入したエアの一部が、エア
吸入管路２７からエアミクスチャソケット１２０の内部
に流入し、エアミクスチャソケット１２０のエア噴孔部
１２６に穿設された孔１２５から噴出し、燃料噴射弁２
３からの噴射燃料に衝突して、噴射燃料が微粒化される
こととなる。また、上記のようにエア噴孔部１２６の孔
１２５の総断面積は、エア供給管路２３の通路断面積の
略１／３程度に設定されているため、各孔１２５が絞り
となって、ミキシングエアの流速が高められることとな
り、その運動エネルギにより噴射燃料の微粒化が促進さ
れる。なお、図４において、符号１２８は、内燃機関各
気筒＃１〜＃４の吸気バルブを表している。

【００１４】次に、第１，第２の流量制御弁１，２の構
成について述べる。なお、第１流量制御弁１，第２流量
制御弁２は、それぞれ別体でも製作可能であるが、第１
実施例では図５または図９に示すように一体化して搭載
性およびエアの応答性を向上させるようにしている。ま
た、第１実施例では、第１流量制御弁１として、ソレノ
イド式ロータリ弁を第２流量制御弁２として、バイメタ
ル式ロータリ弁を用いている。

【００１５】まず、第１流量制御弁１の構成を図６，図
８を用いて説明する。図６は、図５のＡ−Ａ断面図を示
したものである。また、図８は図５におけるＣ−Ｃ断面
図を示したものである。図６において、３１は第１流量
制御弁の駆動源となる電磁コイル装置であり、３３は電
磁コイル装置３１のコイルへの通電状態により揺動する
マグネット、３４はマグネット３３に固定された第１の
シャフトでマグネット３３の回転に伴って回転する。３
５，３６はシャフト３４を回転自在に支える第１，第２
の軸受でハウジング３７に固定されている。

【００１６】また、３８ａは第１のシャフト３４に固定
され、第１の流入口３を開閉する第１の弁、３８ｂは第
１のシャフト３４に固定され、第１の流出口４及び第２
の流出口５を開閉する第２の弁である。ここで、第１，
第２の弁３８ａ，３８ｂは図８に示すように、第１流量
制御弁の第１の流入口３と第１の流出口４とを連通また
は第２の流出口５とを連通させる。

【００１７】このとき第１の流出口４と第２の流出口５
とが連通しないようにしている。すなわち、図８におい
て第１のシャフト３４が反時計方向に回転して第１の弁
３８ａが第１の流入口３と第１の弁室３９とを連通させ
る時は、第２の弁３８ｂは、第１の流出口４と第１の弁
室３９とを連通させ、第１のシャフト３４が時計方向に
回動して、第１の弁３８ａが第１流入口３と第１の弁室
３９とを連通させる時は第２の弁３８ｂは第２の流出口
５と第１の弁室３９とを連通させるように構成されてい
る。

【００１８】次に第２流量制御弁の構成を図７，図８お
よび図１０に従って説明する。ここで、図７は図５にお
けるＢ−Ｂ断面図を、また図１０は図７におけるＥ−Ｅ
断面図を示したものである。図７において、４１は第２
のシャフト、４２，４３は第２のシャフト４１を回転自
在に支える第３，第４の軸受でハウジング３７に固定さ
れている。４４ａはシャフト４１に固定され、第２の流
入口６を開閉する第３の弁、４４ｂは第２のシャフト４
１に固定され流出口８を開閉する第４の弁を示す。ここ
で第３，第４の弁４４ａ，４４ｂは図８に示す用に第２
流量制御弁の第２の流入口６と第３の流出口８とが同時
に開になる様に設定する。すなわち、図８において第２
のシャフト４１が時計方向に回転して第３の弁４４ａが
第２の流入口６と第２の弁室４５を連通させる時は第４
の弁４４ｂが流出口８と第２の弁室４５を連通させる様
に構成されている。４６は第２のシャフト４１に固定さ
れたストッパで４７は図９に示すエンジン２１の冷却水
を導く温水通路５０により加熱されると図１０に示すよ
うに変形するバイメタルで一端をストッパ４６と嵌合
し、他端をハウジング３７でねじ結合されたホルダ・バ
イメタル４８と嵌合している。なお、図１０に示す様に
ストッパ４６の回転範囲はホルダ・バイメタル４８によ
り制限されている（図１０中にθで示した範囲）。すな
わちこれにより第３，第４の弁４４ａ，４４ｂの開閉角
度を制限している。

【００１９】次に第１の流量制御弁１と第２の流量制御
弁２とのつながりについて、図８，図９に従って説明す
る。図９は図５の反対側面図である。第１の流出口４は
第１の流体管路９と第２の流体管路１０とに連通し、第
２の流体管路１０は更に第２の流入口６と連通してい
る。第２の流出口５は、第３の流体管路１１と第４の流
体管路１２とに連通し、第３の流体管路１１は更に第３
の流入口７に連通している。

【００２０】次に第１流量制御弁１の駆動方法について
図１１，図１２にしたがって説明する。第１の流量制御
弁１の駆動に用いる電磁コイル装置は、互いに逆方向の
磁束が発生されるようになる第１および第２の励磁コイ
ル３１１，３１２が、例えば同時に巻かれるようにした
バイファイラ巻きによって巻装設定されている。

【００２１】図１１は電磁コイル装置３１の構成を示し
ているもので、この電磁コイル装置３１に設定されるマ
グネット３３は、第１のシャフト３４に嵌め込まれるよ
うにした円筒状に構成され、その軸線を通る線の両端部
に、ＮおよびＳの両磁極が設定されるようになってい
る。そして、電磁コイル装置３１を構成するコア３２
は、シャフト３４のマグネット３３部分が挿通されるよ
うになる円形の開口３２１が形成される第１のコア３２
２と、この第１のコア３２２と並行する状態に設定され
た第２のコア３２３とを備え、この第１および第２のコ
ア３２２，３２３のそれぞれの両端を第３および第４の
コア３２４，３２５によって結合した１つの閉回路が構
成されるようにしている。そして、上記第２のコア３２
３に励磁コイル３１１，３１２が巻装設定される。

【００２２】上記円形の開口３２１は、マグネット３３
の外径よりやや大きく設定されているものであるが、こ
の開口３２１の第１のコア３２２の延びる方向、すなわ
ち磁束の通過する方向の両側には、それぞれ第１，第２
のディテント溝３２７，３２８が形成されている。そし
て、この電磁コイル装置３１を構成するコアの特に第１
のコア３２２の両端部に近接する位置には、この電磁コ
イル装置３１をハウジング３７に取付け設定するための
ねじを挿通する第１，第２の取付け穴３３１，３３２が
形成されている。この場合、この第１，第２の取付け穴
３３１，３３２は閉回路状の磁束通路面積を制限する状
態で形成されるようになるものであり、この第１，第２
の取付け穴３３１，３３２の大きさを変えることによっ
て、磁束の通過する面積が調整されるようになる。

【００２３】このような電磁コイル装置３１にあって
は、第１および第２のコイル３１１，３１２に流れる励
磁電流量に対応して発生される磁束によってマグネット
３３に回転力が与えられるようになるものであるが、こ
の第１，第２の励磁コイル３１１，３１２に励磁電流が
与えられない状態にあっては、マグネット３３は図１２
（Ａ）で示すような状態とされる。すなわち、第１，第
２のディテント溝３２７，３２８によって、マグネット
３３の周囲の磁束密度が不均一とされているものであ
り、磁束ループに不均一部分が生じて、マグネット３３
の各磁極が第１，第２のディテント溝３２７，３２８の
相互間の位置、すなわちコアとの間隔が最も近接する位
置にＮおよびＳの各磁極が対向設定される状態となる。

【００２４】第１のコイル３１１に励磁電流が供給され
るようになると、例えば図１２（Ｂ）で矢印で示すよう
な磁束ループが形成されるようになる。ここで、円形の
開口３２１の側部で第１のコア３２２の断面積が小さく
なっているものであり、したがってこの部分で磁束が飽
和するようになる。その結果この第１のコア３２２の磁
束は一部マグネット３３を通るようになり、第１，第２
のディテント溝３２７，３２８の側部にそれぞれＳおよ
びＮ極が形成されるようになって、マグネット３３が図
１２（Ｂ）のように回転されるようになる（反時計方向
に回転）。また第２のコイル３１２に励磁電流が供給さ
れるようになると、上記場合とは逆に図１２（Ｃ）に矢
印で示すような磁束ループが形成されるようになり、マ
グネット３３が図１２（Ｃ）のように逆の方向に回転さ
れるようになる（時計方向に回転）。そして、図１２
（Ｄ）で示すように第１および第２のコイル３１１，３
１２それぞれに、同時に励磁電流が供給されるような状
態となると、この両コイル３１１，３１２に流れる電流
量の割合いに対応した回転角位置にマグネット３３が設
定されるようになる。

【００２５】なお、第１実施例では、以上に述べたよう
な第１流量制御弁１の第１，第２のコイル３１１，３１
２に流す励磁電流の通電時間を制御することにより、第
１流量制御弁１からの空気供給量を決定している。次
に、前記ＥＣＵ２５が実行するインジェクタ２３ａ〜２
３ｄと第１流量制御弁１との制御ルーチンを説明する。

【００２６】図１３は本発明の第１実施例である４気筒
レシプロエンジン２１の燃料噴射装置のＥＣＵ２５が実
行するインジェクタ２３ａ〜２３ｄと第１流量制御弁１
との制御ルーチンを示すフローチャート、また、図１４
は本発明の第１実施例である４気筒レシプロエンジンの
インジェクタ２３ａ〜２３ｄと第１流量制御弁１の制御
信号を示すタイムチャートである。

【００２７】図１３に示すルーチンは、所定のタイミン
グ、例えば、クランク角で１８０度毎に実行される。ま
ず、ＥＣＵ２５は、ステップＳ１００で燃料噴射量に相
当するインジェクタ２３ａ〜２３ｄの開弁時間を算出す
る。即ち、周知のように、ＥＣＵ２５はエアフローメー
タにて測定された吸入空気量Ｑを、回転角センサ２８に
て検出されたエンジン２１の回転数Ｎｅで割って基本噴
射量Ｑ／Ｎｅを算出し、その基本噴射量Ｑ／Ｎｅに、冷
却水温センサ３０にて検出された冷却水温，吸気温セン
サにて測定された吸入空気温度、及び酸素濃度センサか
ら出力された空燃比信号等に対応する各種補正係数を乗
じて、インジェクタ２３ａ〜２３ｄの開弁時間ＴＡＵを
算出する。更に、予め、バッテリ電圧に応じてマップ化
された無効噴射時間ＴＡＵＶを加算して、インジェクタ
２３ａ〜２３ｄの励磁時間である開弁時間ＴＡＵ＋ＴＡ
ＵＶとする。

【００２８】次いで、ステップＳ２００で第１流量制御
弁１の励磁時間である開弁時間ＴＡＣＶの算出処理を実
行する。詳細は後述するが、第１流量制御弁１の開弁時
間ＴＡＣＶは、インジェクタ２３ａ〜２３ｄの開弁タイ
ミングに対して第１流量制御弁１をどの程度先行して開
弁させるかを示す立上げ補正時間Ｔ１、及びインジェク
タ２３ａ〜２３ｄの閉弁タイミングに対して第１流量制
御弁１をどの程度遅延して閉弁させるかを示す立下げ補
正時間Ｔ２を、インジェクタ２３ａ〜２３ｄの開弁時間
ＴＡＵ＋ＴＡＵＶに加算して算出される。

【００２９】ステップＳ２５０では、次に燃料噴射を行
う気筒が第１気筒（♯１）または、第２気筒（♯２）で
あるかを判定する。そうであれば、ステップ２６０にお
いて、以下のステップで述べる第１流量制御弁１の開タ
イミングで第１の流出口４が開放するように電磁コイル
装置３１に励磁電流を流す。また、そうでない場合、つ
まり第３気筒（♯３）または第４気筒（♯４）の燃料噴
射を行うタイミングであれば、ステップ２７０に進む。
そして、以下のステップで述べる第１流量制御弁１の開
タイミングで第２の流出口５が開放するように電磁コイ
ル装置３１に励磁電流を流すようにして、ステップ３０
０に進む。なお、以下のステップは、ステップ２５０で
次に燃料噴射を行う気筒として判定された気筒に対して
実行されるものとする。

【００３０】その後、ＥＣＵ２５は、ステップＳ３００
で第１流量制御弁１の開弁タイミング、つまり、予め設
定されたインジェクタ２３ａ〜２３ｄの開弁タイミング
（例えば、クランク角でＢＤＴＣ５度ＣＡ）に対して前
記立上げ補正時間Ｔ１だけ先行するタイミングに達した
か否かを判定し、未だ達していないときにはステップＳ
４００に移行して、インジェクタ２３ａ〜２３ｄの開弁
タイミングに達したか否かを判定する。インジェクタ２
３ａ〜２３ｄは常に第１流量制御弁１より遅れて開弁す
るため、この時点では、未だインジェクタ２３ａ〜２３
ｄの開弁タイミングに達していないとして、ステップＳ
５００に移行する。次いで、ステップＳ５００で第１流
量制御弁１の閉弁タイミングに達したか否かを判定し、
第１流量制御弁１は未だ開弁していないため、閉弁タイ
ミングにも達していないとしてステップＳ６００に移行
する。更に、ステップＳ６００でインジェクタ２３ａ〜
２３ｄの閉弁タイミングに達したか否かを判定し、この
インジェクタ２３ａ〜２３ｄも未だ開弁していないた
め、閉弁タイミングに達していないとしてステップＳ７
００に移行し、第１流量制御弁１とインジェクタ２３ａ
〜２３ｄとの開閉動作が終了したか否かを判定し、終了
していないため前記ステップＳ３００に戻り、このステ
ップＳ３００〜ステップＳ７００の処理を繰り返す。

【００３１】そして、ステップＳ３００で第１流量制御
弁１の開弁タイミングに達したと判定すると、図１３に
示すように、ステップＳ８００で第１流量制御弁１への
制御信号を立上げて開弁させた後、再びステップＳ３０
０〜ステップＳ７００の処理を繰り返す。次いで、立上
げ補正時間Ｔ１が経過して、ステップＳ４００でインジ
ェクタ２３ａ〜２３ｄの開弁タイミングに達したと判定
すると、ステップＳ９００でインジェクタ２３ａ〜２３
ｄへの制御信号を立上げて開弁させ、更に、インジェク
タ２３ａ〜２３ｄが開弁してから開弁時間ＴＡＵ＋ＴＡ
ＵＶが経過して、ステップＳ６００でインジェクタ２３
ａ〜２３ｄの閉弁タイミングに達したと判定すると、ス
テップＳ１１００でインジェクタ２３ａ〜２３ｄへの制
御信号を立下げて閉弁させる。その後、第１流量制御弁
１が開弁してから開弁時間ＴＡＣＶが経過して、ステッ
プＳ５００で第１流量制御弁１の閉弁タイミングに達し
たと判定すると、ステップＳ１０００で第１流量制御弁
１への制御信号を立下げて閉弁させ、ステップＳ７００
で第１流量制御弁１とインジェクタ２３ａ〜２３ｄの開
閉動作が終了したと判定して、このルーチンを終了す
る。

【００３２】なお、以上は立下げ補正時間Ｔ２として正
の値が設定されて、インジェクタ２３ａ〜２３ｄの閉弁
後に第１流量制御弁１を閉弁させた場合を説明したが、
エンジン２１の運転状況によっては立下げ補正時間Ｔ２
が負の値として設定される場合もある。したがって、こ
のときにはステップＳ１１００のインジェクタ２３ａ〜
２３ｄの閉弁に先行して、ステップＳ１０００で第１流
量制御弁１が閉弁される。

【００３３】次に、前述した制御ルーチンのステップＳ
２００でＥＣＵ２５にて実行される第１流量制御弁１の
開弁時間ＴＡＣＶの算出処理ルーチンを説明する。図１
５及び図１６は本発明の第１実施例であるエンジンの燃
料噴射装置のＥＣＵが実行する第１流量制御弁の開弁時
間の算出ルーチンを示すフローチャート、図１７は本発
明の第１実施例であるエンジンの燃料噴射装置の実際の
燃料噴射に対してミキシングエアの供給を同期させた状
態を示すタイムチャート、図１８は本発明の第１実施例
であるエンジンの燃料噴射装置の負荷起動による回転低
下時のインジェクタと第１流量制御弁の制御信号を示す
タイムチャート、図１９は本発明の第１実施例であるエ
ンジンの燃料噴射装置のＥＣＵが実際のエンジン回転数
と目標回転数との差に応じて立下げ補正時間の補正量を
設定するためのマップを示す説明図、図２０は本発明の
第１実施例であるエンジンの燃料噴射装置のＥＣＵがフ
ァーストアイドル時に冷却水温に応じて立下げ補正時間
の補正量を設定するためのマップを示す説明図である。

【００３４】図１５及び図１６に示すように、ＥＣＵ２
５は、ステップＳ２０１で回転角センサ２８にて検出さ
れたエンジン２１の回転数Ｎｅが２０００ｒｐｍ以上で
あるか否かを判定し、２０００ｒｐｍ以上のときには、
ステップＳ２０２で第１流量制御弁１を常時開弁状態に
保持して、このルーチンを終了する。即ち、前記ステッ
プＳ３００〜ステップＳ１１００の処理では、インジェ
クタ２３ａ〜２３ｄと共に第１流量制御弁１をエンジン
２１の回転に同期して開閉制御しているため、エンジン
２１の回転数が上昇すると、第１流量制御弁１の応答性
の問題でその開閉動作に遅れが生じるためである。ま
た、このときには吸入空気量を制御するスロットルバル
ブ２２の開度に応じて各気筒の燃焼室内に多量の吸入空
気が導入されて、その回転数を制御されているため、後
述するスロットルバルブ２２が閉じられたアイドル運転
時等のように、第１流量制御弁１を開閉動作させて第
１，第２の流体出力口１３，１５からのミキシングエア
（インジェクタから噴射される燃料の霧化を促進するた
めの空気）の供給量を調整する必要はないためでもあ
る。

【００３５】また、前記ステップＳ２０１で回転数Ｎｅ
が２０００ｒｐｍ未満のときには、ステップＳ２０３で
スロットルバルブ２２が全閉であるかを検討するアクセ
ル開度センサ２９のオンオフ状態に基づいてエンジン２
１がアイドル運転中か否かを判定し、アイドル運転中で
ないときには、２０００ｒｐｍ未満のオフアイドル状態
であると見做してステップＳ２０４に移行し、予め設定
された負の値の設定値ＴＡを立下げ補正時間Ｔ２として
設定する。その後、ステップＳ２０５に移行して予め設
定された正の値の設定値ＴＢを立上げ補正時間Ｔ１とし
て設定し、ステップＳ２０６で、次式にしたがって第１
流量制御弁１の開弁時間ＴＡＣＶを算出し、このルーチ
ンを終了する。

【００３６】

【数１】ＴＡＣＶ＝Ｔ１＋（ＴＡＵ＋ＴＡＵＶ）＋Ｔ２ したがって、図１３に示すステップＳ８００及びステッ
プＳ９００で第１流量制御弁１とインジェクタ２３ａ〜
２３ｄが開弁されるときには、図１７に示すように、イ
ンジェクタ２３ａ〜２３ｄの制御信号の立上げに対し
て、第１流量制御弁の制御信号の立上げが立上げ補正時
間Ｔ１だけ先行することになり、また、ステップＳ１０
００及びステップＳ１１００で第１流量制御弁１とイン
ジェクタ２３ａ〜２３ｄとが閉弁されるときには、立下
げ補正時間Ｔ２が負の値であることから、インジェクタ
２３ａ〜２３ｄの制御信号の立下げに対して第１流量制
御弁１の制御信号の立下げが立下げ補正時間Ｔ２だけ先
行することになる。

【００３７】そして、第１流量制御弁１の応答性やミキ
シングエアの慣性の影響等を考慮した上で、立上げ補正
時間Ｔ１の長さは、燃料噴射が実際に開始された時点
（図１７にａで示す）で、第１流量制御弁１の開口面積
の増加によりインジェクタ２３ａ〜２３ｄにアシストエ
アを供給するために第１，第２の流体出力口１３，１５
に設けられたエア噴孔部の上流圧力が最大値に達するよ
うに設定されている。また、立下げ補正時間Ｔ２の長さ
は、燃料噴射が実際に終了される時点（図１７にｂで示
す）まで、エア噴孔部の上流圧力が最大値を維持し、か
つ、それ以降は上流圧力が急激に低下するように設定さ
れている。

【００３８】その結果、この２０００ｒｐｍ未満のオフ
アイドル状態のときには、ミキシングエアが主に燃料噴
射中に供給され、前述した２０００ｒｐｍ以上の場合と
同じく、燃料の微粒化を促進する役割を果たす。また、
前記ステップＳ２０３でエンジン２１がアイドル運転中
であると判定したときには、ステップＳ２０７に移行し
て、アイドル回転数のフィードバック条件が成立してい
るか否かを判定する。周知のように、このフィードバッ
ク条件は、エンジン２５のアイドル回転数をフィードバ
ック制御する必要がある条件として定められたものであ
り、例えば、エンジン２１の冷却水温が８０℃以上のと
きや、車速が３km／ｈ未満のとき等に成立する。ＥＣＵ
２５は、ステップＳ２０７で冷却水温センサ３０にて検
出された冷却水温や車速を検出する車速センサにて検出
された車速に基づいて、このフィードバック条件が成立
していると判定したときには、ステップＳ２０８に移行
する。

【００３９】そして、ステップＳ２０８で、車輌に搭載
されたエアコンや電気的負荷の作動状況、或いは、車輌
がＡ／Ｔ車である場合はＮレンジやＤレンジ等のシフト
位置の相違に応じて目標回転数ＮＴを、例えば７００ｒ
ｐｍに設定する。次いで、ステップＳ２０９で回転角セ
ンサで検出された実際のエンジン２１の回転数Ｎｅと目
標回転数ＮＴとの差ΔＮｅを算出する。

【００４０】

【数２】ΔＮｅ＝Ｎｅ−ＮＴ その後、ステップＳ２１０で図１９に示すＥＣＵ２５の
ＲＯＭに格納されたマップに基づいて、差ΔＮｅに応じ
た補正量ΔＴ２を設定し、ステップＳ２１１で前回の立
下げ補正時間Ｔ２に補正量ΔＴ２を加算した値を、今回
の立下げ補正時間Ｔ２として設定する。

【００４１】

【数３】Ｔ２←Ｔ２＋ΔＴ２ 更に、ステップＳ２０５で立上げ補正時間Ｔ１として、
前述した２０００ｒｐｍ未満のオフアイドル時と同一の
値を設定し、ステップＳ２０６でこれらの立上げ補正時
間Ｔ１及び立下げ補正時間Ｔ２に基づいて第１流量制御
弁１の開弁時間ＴＡＣＶを算出して、このルーチンを終
了する。

【００４２】以上の処理により、例えば、図１４に示す
ように、立下げ補正時間Ｔ２として正の値が設定され、
前記ステップＳ１０００及びステップＳ１１００で第１
流量制御弁１とインジェクタ２３ａ〜２３ｄが閉弁され
るときには、インジェクタ２３ａ〜２３ｄの制御信号の
立下げに対して、第１流量制御弁１の制御信号の立下げ
が立下げ補正時間Ｔ２だけ遅延される。そして、この立
下げ補正時間Ｔ２は、実際のエンジン回転数Ｎｅと目標
回転数ＮＴとの差ΔＮｅを小さくする方向に補正量ΔＴ
２によって補正され、その結果、エンジン２１が目標回
転数ＮＴである７００ｒｐｍに維持される。

【００４３】したがって、例えば、車輌の急激な操舵に
よりパワーステアリング用ポンプの回転負荷が増加し
て、図１８に示すように、エンジン２１の回転数が急激
に低下したとき（Ｃで示す）は、ステップＳ２０９で負
の値の差ΔＮｅが算出されるため、ステップＳ２１０で
補正量ΔＴ２が正の値として設定され、ステップＳ２１
１で立下げ補正時間Ｔ２が遅延化される。よって、ミキ
シングエアの供給量の増加によりエンジン２１の回転数
は再び上昇して、最終的に目標回転数ＮＴの７００ｒｐ
ｍに回復する。また、エアコンが起動したときには、ス
テップＳ２０８で目標回転数ＮＴが、例えば９００ｒｐ
ｍに設定されて、ステップＳ２０９〜ステップＳ２１１
の処理により、実際のエンジン２１の回転数が９００ｒ
ｐｍに調整される。

【００４４】なお、立下げ補正時間Ｔ２は、必ずしも正
の値に設定されるとは限らず、エンジン２１の回転を増
速させる方向に回転負荷が作用したとき等には、アイド
ル回転数の増加を抑制して目標回転数ＮＴに維持すべ
く、立下げ補正時間Ｔ２が負の値に転じて設定されて、
第１流量制御弁１の開弁時間ＴＡＣＶが短縮化されるこ
ともある。

【００４５】即ち、このアイドル運転時でフィードバッ
ク条件が成立しているときには、第１流量制御弁１の開
弁時間ＴＡＣＶが立下げ補正時間Ｔ２により適宜補正さ
れて、エンジン２１がエアコンや電気的負荷等の作動状
況、或いはシフト位置に応じた目標回転数ＮＴに保持さ
れる。したがって、このときのミキシングエアは、噴射
燃料の微粒化を促進する役割に加えて、アイドル回転数
を適正値に維持する役割も果たす。

【００４６】一方、前記ステップＳ２０７でアイドル回
転数のフィードバック条件が成立していないと判定した
ときには、ステップＳ２１２に移行し、エンジン２１の
冷却水温に応じ、開度制御実行状態かどうか判定する。
ここで、開度制御実行条件とは、例えば冷却水温が３０
℃以下である等の内燃機関の暖機状態で決まるものであ
る。開度制御実行条件が成立していない場合、ステップ
Ｓ２１３に移行し、図２０に示すＥＣＵ２５のＲＯＭに
格納されたマップに基づいて、エンジン２１の冷却水温
に応じた補正量Ｔ２ＴＨＷを設定する。次いで、ステッ
プＳ２１４でエンジン２１の回転数を低下させる負荷が
作用しているか否か、即ち、車輌に搭載されたエアコン
や電気的負荷が起動されたり、車輌がＡ／Ｔ車である場
合はシフト位置がＤレンジに切り換えられたりしたか否
かを判定し、負荷があるときには、ステップＳ２１５で
その負荷に応じた補正量Ｔ２ＬＤを設定し、ステップＳ
２１６で補正量Ｔ２ＴＨＷに補正量Ｔ２ＬＤを加算した
値を、立下げ補正時間Ｔ２として設定する。

【００４７】

【数４】Ｔ２←Ｔ２ＴＨＷ＋Ｔ２ＬＤ その後、ステップＳ２０５で立上げ補正時間Ｔ１として
前述した２０００ｒｐｍ未満のオフアイドル時と同一の
値を設定し、ステップＳ２０６でこれらの立上げ補正時
間Ｔ１及び立下げ補正時間Ｔ２に基づいてエア制御弁２
８の開弁時間ＴＡＣＶを算出して、このルーチンを終了
する。また、ステップＳ２１４で負荷が作用していない
ときには、ステップＳ２１６で冷却水温に応じた補正量
Ｔ２ＴＨＷを立下げ補正時間Ｔ２として設定する。

【００４８】ここで、図２０に示すように、補正量Ｔ２
ＴＨＷは、エンジン２の冷却水温が低いときほど正の大
きな値に設定され、また、冷却水温が約７０℃以上のと
き、つまり、エンジン２１の暖機がほぼ完了したときに
は、負の値に応じて設定される。したがって、前記ステ
ップＳ１０００及びステップＳ１１００でインジェクタ
２３ａ〜２３ｄと第１流量制御弁１が閉弁されるときに
は、エンジン２１の冷間時であれば、図１４に示すよう
に、第１流量制御弁１の制御信号の立下げが立下げ補正
時間Ｔ２だけ遅延され、ミキシングエアの供給量の増加
によりエンジン２１の回転数が上昇して、ファーストア
イドル回転が実行され、また、暖機完了時であれば、図
１７に示すように、第１流量制御弁１の制御信号の立下
げが立下げ補正時間Ｔ２だけ先行し、ミキシングエアの
供給量の減少に伴いエンジン２１の回転数が低下して、
ファーストアイドル回転が終了する。

【００４９】また、前記補正量Ｔ２ＬＤは、負荷の種別
に応じて所定の大きさの正の値として設定され、この補
正量Ｔ２ＬＤの加算により第１流量制御弁１の開弁時間
ＴＡＣＶが延長補正される。したがって、ミキシングエ
アの供給量の増加に伴い、例えば、Ｄレンジへの切換時
には、トルクコンバータの負荷によるアイドル回転の低
下が防止され、また、エアコンの起動時には、冷房能力
の確保のためにアイドル回転が若干増加される。

【００５０】即ち、このアイドル運転時でフィードバッ
ク条件が成立していないときには、第１流量制御弁１の
開弁時間ＴＡＣＶが立下げ補正時間Ｔ２により適宜補正
されて、冷却水温に応じたファーストアイドル回転が実
行され、加えて、エアコンや電気的負荷の起動、或い
は、Ｄレンジへの切換等が行なわれたときには立下げ補
正時間Ｔ２が延長補正されて、負荷に応じたアイドル回
転数が維持される。したがって、このときのミキシング
エアは、フィードバック条件が成立しているときと同じ
く、噴射燃料を微粒化する役割に加えて、アイドル回転
数を適正値に維持する役割も果たす。

【００５１】ステップ２１２で開度制御実行条件が成立
した場合にはステップＳ２１７に移行し、エンジン２１
の冷却水に応じた開度制御の基本デューティ比ＤＴＨＷ
を図２２に示したマップより求める。その後、ステップ
Ｓ２１８で現在、負荷がかかっているかを判定し、かか
っていればステップＳ２１９に、かかっていなければス
テップＳ２２０に進む。ステップＳ２１９では負荷に応
じた補正量ＤＬＤをマップより読み込み、ステップＳ２
２０に進む。ステップＳ２２０ではまず次式よりデュー
ティ比を求める。

【００５２】

【数５】Ｄｕｔｙ＝ＤＴＨＷ＋ＤＬＤ そして、このデューティ比に応じた分だけ第１流量制御
弁１を開制御し、本ルーチンを終了する。なお、冷却水
温に応じたデューティ比を図２２に、水温による制御切
り換えマップを図２３に示す。

【００５３】これらの図からわかるように、冷却水温が
低いほどアイドルに必要な空気量が多いためデューティ
比も大きくなるように設定されており、また、冷却水温
が低いときには開度制御を、高いときには燃料噴射と同
期してエアを供給するタイムド制御を行うように設定さ
れている。これにより、冷間時には第１の流量制御弁１
を全開，全閉制御しないので、吸気脈動音を抑えること
ができる。

【００５４】次に第２流量制御弁２の駆動方法について
説明する。図８は図９の温水通路５０からバイメタル４
７が充分加熱されて第３，第４の弁４４ａ，ｂが第２の
流入口６，第３の流出口８を閉じているところを示す。
温水通路５０に流れる冷却水の水温が低く、バイメタル
４７への加熱が少ない時、すなわちエンジン２１の冷え
ている時はバイメタル４７によりシャフト４１が回転
し、第２の流入口６と第２の弁室４５とが、また第３の
流出口８と第２の弁室４５とがそれぞれ冷却水温に応じ
た開度で連通する。これにより、エンジン２１の冷間時
に第３の流出口からサージタンク２０に空気を送ること
ができ、アシストエアだけでは不足する供給空気量を補
うことができる。

【００５５】以上述べた構成および駆動方法により本発
明はアシストエア制御弁として次の様に作動する。エン
ジン２１が冷えている時、第２流量制御弁２は、第２の
流入口６と第２の弁室４５とが、また第３の流出口８と
第２の弁室４５とがそれぞれ連通している。ここで第１
の流量制御弁１を反時計方向に駆動すれば第１の流入口
３と第１の弁室３９が第１の流出口４と第１の弁室３９
が連通し、 （１）第１の流入口３→第１の流出口４→第１の流体通
路９→第１の流体出力口１３ （２）第１の流入口３→第１の流出口４→第２の流体通
路１０→第２の流入口６→第３の流入口７→第３の流体
通路１１→第２の流体出力口１５ （３）第１の流入口３→第１の流出口４→第２の流体通
路１０→第２の流入口６→第３の流出口８→第３の流体
出力口１４ という３系統の空気の流れができる。そして、第１の流
体出力が１・２気筒側アシストエアに、第２の流体出力
が３・４気筒側アシストエアに、第３の流体出力がサー
ジタンク側へのエア供給となる。

【００５６】次にエンジン２１が十分暖まっている時に
は、第２流量制御弁２は、第２の流入口６と第３の流出
口８とが共に閉じているため第３の流体出力口１４から
の空気の供給がなくなる。ここで第１流量制御弁１を反
時計方向に駆動すれば第１の流入口３→第１の流出口４
→第１の流体通路９→第１の流体出力口１３というエア
の流れになり、これが第１，第２気筒側へのアシストエ
ア供給路となる。次に第１流量制御弁１を時計方向に駆
動すれば、第１の流入口３→第２の流出口５→第４の流
体通路１２→第２の流体出力口１５というエアの流れに
なり、これが第３，第４気筒側へのアシストエア供給路
となる。この様に第１流量制御弁１の駆動回転方向を変
えることにより、第１，第２気筒側・第３，第４気筒側
各々別々にアシストエアを供給することができる。

【００５７】第１実施例において、第１流量制御弁１が
エア制御弁に、ステップＳ２１２，ステップＳ３００，
ステップＳ５００，ステップＳ１０００がエア供給制御
手段に、冷却水温センサ３０が暖機状態検出手段にそれ
ぞれ相当し、機能する。以上４気筒エンジンの第１，第
２気筒及び第３，第４気筒を２グループ化しアシストエ
アを供給する場合を説明したが、その他にも図２１に示
したようなグループ化しない場合や６気筒エンジンやそ
の他の多気筒エンジンにも本発明は適用できる。

【００５８】また、本発明の第１実施例では構成の簡素
化のために第３の流入口７を絞り弁を設けない位置にし
たが、絞り弁を設けても良い。また、第３流出口のみを
閉じる弁タイミングを設けてもよい。さらに、第１，第
２の流量制御弁は、ロータリー弁に限るものでなく、ス
ピル弁等でもよい。また、第２流量制御弁にバイメタル
を用いず、ソレノイド式ロータリ弁等をＥＣＵで制御す
るようにしてもよい。

【００５９】以上、第１実施例によれば、冷間時には第
１流量制御弁１を開度制御するため脈動音を防止するこ
とができ、さらに、全開全閉制御時のような作動遅れが
ないため、快適なＩＳＣを行うことができる。また、暖
機後はタイムド制御を行うため、第１実施例のような構
造の流量制御弁を用いると、暖機後のＩＳＣにおいて流
量制御弁に異常が発生しても必要以上の空気量を供給す
ることができないのでオーバーランを防止することもで
きる。

【００６０】以上のように第１実施例ではエアバルブと
しての第２流量制御弁がエア制御弁としての第１の流量
制御弁の下流に設けられて一体化しているエア制御弁に
ついて説明したが、他の構成のエア制御弁でもよい。次
に第２に実施例として、分配型エア制御弁に本発明を用
いた例について図面にしたがって説明する。

【００６１】まず図２４は、第１実施例に用いた４気筒
内燃機関（エンジン）２１において、第２の流量制御弁
２をなくし、第１の流量制御弁１の代わりに図２５，図
２６に示した分配弁１０１を用いたものである。さらに
分配弁１０１の上流には分配弁１０１に流れる空気量を
調節するエア制御弁１０２が設けられている。その他の
構成については第１実施例と同じであるため説明は省略
する。

【００６２】分配弁１０１は、図２５に示す如く、略円
柱状の中空部１３０、この中空部１３０にエア制御弁１
０２を通過してきたエアを導入するための第１の流入口
３、中空部１３０に導入されたエアを第１気筒＃１と第
２気筒＃２のエア供給管路２４ａ，２４ｂ側に導くため
の第１の流体管路９、及び、中空部１３０に導入された
エアを第３気筒＃３と第４気筒＃４のエア供給管路２４
ｃ，２４ｄ側に導くための第４の流体管路１２を有する
ハウジング１３４を備えている。そして、このハウジン
グ１３４には、中空部１３０を軸心方向に貫き、両端が
ベアリング１３５，１３６により回動自在に軸支された
回転軸１３７と、回転軸１３７に固設され、回転軸１３
７の回動により第１，第４の流体管路９，１２の一方又
はその両方を開閉するロータリ式のバルブ１３８と、回
転軸１３７の一端に接続され、回転軸１３７を回転駆動
することにより、バルブ１３８の位置を電磁的に切り換
えるアクチュエータ１３９と、から構成されている。

【００６３】つまり、分配弁１０１は、アクチュエータ
１３９への通電電流を切り換えることにより、バルブ１
３８の位置を、第１の流体管路９のみを開いてミキシン
グエアを第１及び第２気筒＃１，＃２にのみ供給する図
２６（ａ）に示すＡ位置、第４の流体管路１２のみを開
いてミキシングエアを第３及び第４気筒＃３，＃４にの
み供給する図２６（ｂ）に示すＢ位置、第１，第４の流
体管路９，１２を共に開いてミキシングエアを全気筒＃
１〜＃４に同時に供給する図２６（ｃ）に示すＣ位置、
及び、第１，第４の流体管路９，１２を共に閉塞して全
気筒＃１〜＃４へのミキシングエアの流入を防止する図
２６（ｄ）に示す閉位置のいずれかに制御できるように
されている。

【００６４】なお、図２５において、（ａ）は分配弁１
０１の全体構成を概略的に表す断面図、（ｂ）は（ａ）
に示すＸ−Ｘ線断面図、（ｃ）は分配弁１０１の第１，
第４の流体管路９，１２の位置関係を表す底面図であ
る。また図２５（ａ），（ｂ）において第４の流体管路
１２を表す点線は、単に第１の流体管路９に対する位置
を表しており、第４の流体管路１２が紙面の向こう側に
あることを表す所謂隠れ線とは違う。また図２６におい
て、バルブ１３８の形状や第１，第４の流体管路９，１
２の位置は図２５と異なっているが、これは分配弁１０
１の動作を解り易くするためである。

【００６５】また、エア制御弁１０２及び分配弁１０１
は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピ
ュータからなる電子制御装置（以下、ＥＣＵという）２
５により駆動制御される。そこで次に、ＥＣＵ２５に
て、インジェクタ２３，エア制御弁１０２，及び分配弁
１０１を駆動するために実行される制御処理について、
図２７に示すフローチャートを用いて説明する。

【００６６】この処理は、エンジン２１の１８０℃Ａ毎
に実行される処理であり、処理が開始されると、まずス
テップＳ１５１０にて、エンジン２１の回転速度、吸入
空気量、冷却水温等に基づき、エンジン２１の運転状態
に応じたインジェクタ２３ａ〜２３ｄの開弁時間ＴＡＵ
を算出し、この算出した開弁時間ＴＡＵに、バッテリ電
圧に応じて設定されるインジェクタ４の無効噴射時間Ｔ
ＡＵＶを加算することにより、インジェクタ２３ａ〜２
３ｄの励磁時間である開弁時間ＴＡＵ＋ＴＡＵＶとす
る。

【００６７】続くステップＳ１５２０において、開度制
御実行条件が成立しているかを判断する。ここで、開度
制御実行条件とは、例えば冷却水温センサ３０によって
検出された冷却水温が３０℃以下である等のエンジン２
１の暖機状態を判断するものとする。ここで、開度制御
実行条件が成立していればステップＳ１５３０に進む。
ここでは、開度制御処理が実行される。この処理のフロ
ーチャートを示したものが図２８である。以下この図面
にしたがって説明する。

【００６８】この処理が実行されると、まずステップＳ
１５３１において、冷却水温に応じた基本デューティ比
ＤＴＨＷを図２２に示したマップより設定する。次に現
在、負荷がかかっているかを判定し、かかっていればス
テップＳ１５３３に、かかっていなければステップＳ１
５３４に進む。ステップＳ１５３３では、負荷に応じた
デューティ補正値ＤＬＤをマップより設定し、ステップ
Ｓ１５３４に進む。ステップＳ１５３４では、分配弁１
０１をＣ位置に駆動制御し、さらに次のステップＳ１５
３５では、デューティ比を次式より求める。

【００６９】

【数６】Ｄｕｔｙ＝ＤＴＨＷ＋ＤＬＤ そして、このデューティ比分だけエア制御弁１０２を開
制御して、このルーチンを抜ける。また、ステップＳ１
５２０において、開度制御実行条件を満たしていなかっ
たときにはステップＳ１５４０に進む。ステップ１５４
０では、インジェクタ２３ａ〜２３ｄが実際に燃料噴射
を行なう燃料噴射時間内（図２９に示す期間Ｔ０内）
に、インジェクタ２３ａ〜２３ｄの噴孔近傍にミキシン
グエアを供給するのに必要なエア制御弁１０２の励磁時
間（制御弁開弁時間）ＴＡＣＶを算出する。

【００７０】すなわち、図２９に示す如く、エア制御弁
１０２を開弁するためにエア制御弁０２の制御信号を立
ち上げた後エア制御弁１０２が実際に開くまでには応答
遅れがあり、またエア制御弁１０２が開いてエンジン２
１の吸気ポートにミキシングエアが噴射されるまでには
応答遅れがあり、逆にエア制御弁１０２を閉弁するため
にエア制御弁１０２の制御信号を立ち下げた後エア制御
弁１０２が実際に閉じるまでには応答遅れがあり、また
エア制御弁１０２が閉じてミキシングエアの噴射が終了
するまでには応答遅れがあることから、ここでは、ステ
ップ１５１０で算出した噴射弁開弁時間ＴＡＵ＋ＴＡＵ
Ｖに、インジェクタ２３ａ〜２３ｄの開弁タイミングに
対してエア制御弁１０２をどの程度先行して開弁させる
かを示す所定の立上げ補正時間Ｔ１を加えると共に、噴
射弁開弁時間ＴＡＵ＋ＴＡＵＶから、インジェクタ２３
ａ〜２３ｄの閉弁タイミングに対してエア制御弁１０２
をどの程度遅延して閉弁させるかを示す所定の立下げ補
正時間Ｔ２を減じることにより、制御弁開弁時間ＴＡＣ
Ｖを算出する。

【００７１】このように、ステップ１５４０にて制御弁
開弁時間ＴＡＣＶが算出されると、今度は続くステップ
１５５０に移行して、現在排気行程にあり、今回燃料を
噴射供給すべき気筒（噴射気筒）が、予め設定されたイ
ンジェクタ２３の開弁タイミング（例えば、ＢＴＤＣ５
°ＣＡ）に達しているか否かを判断する。そして、ステ
ップ１５５０にて、現在、噴射気筒のインジェクタ２３
が開弁タイミングに達していると判断されると、ステッ
プ１５６０に移行して、噴射気筒のインジェクタ２３を
開弁するために、その制御信号を立ち上げ、ステップ１
５７０に移行する。また逆にステップ１５５０にて、現
在、インジェクタ２３の開弁タイミングに達していない
と判断されると、そのままステップ１５７０に移行す
る。

【００７２】次に、ステップ１５５０では、現在開弁中
のインジェクタ２３が存在する場合に、その開弁時間が
ステップ１５１０で算出した噴射弁開弁時間ＴＡＵ＋Ｔ
ＡＵＶに達したか否かを判断することにより、現在開弁
中のインジェクタ２３が閉弁タイミングに達したか否か
を判断する。そして、このステップ１５５０にて、現在
開弁中のインジェクタ２３が閉弁タイミングに達したと
判断されると、ステップ１５８０にて、現在そのインジ
ェクタ２３を閉弁するために出力している制御信号を立
ち下げ、ステップ１５９０に移行し、逆にステップ１５
７０にて現在開弁中のインジェクタ２３が存在しないか
或は現在開弁中のインジェクタ２３が閉弁タイミングに
達していないと判断されると、そのままステップ１５９
０に移行する。

【００７３】ステップ１５９０では、上記ステップ１５
４０にて算出した制御弁開弁時間ＴＡＣＶが、エンジン
２１が１８０°ＣＡ回転するのに要する時間を上回って
いるか否かを判断する。そして、このステップ１５９０
にて、制御弁開弁時間ＴＡＣＶが、エンジン２１が１８
０℃Ａ回転するのに要する時間を上回っていると判断さ
れた場合には、ステップ１６００にて、分配弁１０１
を、ミキシングエアを全気筒＃１〜＃４に供給可能なＣ
位置に駆動制御し、続くステップ１６１０にて、エア制
御弁１０２を開弁するためにその制御信号を立ち上げた
後、ステップ１７５０に移行する。

【００７４】一方、ステップ１５９０にて、制御弁開弁
時間ＴＡＣＶが、エンジン２１が１８０°ＣＡ回転する
のに要する時間を上回っていないと判断された場合に
は、ステップ１６２０に移行して、今回燃料を噴射供給
すべき気筒、つまり噴射気筒が、第１気筒＃１及び第２
気筒＃２のいずれかであるか否かを判断する。そして、
噴射気筒が第１気筒＃１及び第２気筒＃２のいずれかで
あれば、ステップ１６３０に移行して、現在、噴射気筒
のインジェクタ４の開弁タイミングに対して立上げ補正
時間Ｔ１だけ先行したエア制御弁１０２の開弁タイミン
グに達しているか否かを判断する。

【００７５】このステップ１６３０にて、現在、エア制
御弁１０２の開弁タイミングに達していると判断された
場合には、ステップ１６４０にて、分配弁１０１を、ミ
キシングエアを第１気筒＃１及び第２気筒＃２にのみ供
給可能なＡ位置に駆動制御し、続くステップ１６５０に
て、エア制御弁１０２を開弁するためにその制御信号を
立ち上げ、ステップ１６６０に移行する。また逆に、ス
テップ１６３０にて、現在、エア制御弁１０２の開弁タ
イミングに達していないと判断された場合には、そのま
まステップ１６６０に移行する。

【００７６】次に、ステップ１６６０では、エア制御弁
１０２の開弁中に、その開弁時間がステップ１５４０で
算出した制御弁開弁時間ＴＡＣＶに達したか否かを判断
することにより、エア制御弁１０２が閉弁タイミングに
達したか否かを判断する。そしてこのステップ１６６０
にて、現在エア制御弁１０２の閉弁タイミングに達して
いると判断された場合には、ステップ１６７０に移行し
て、エア制御弁１０２を閉弁するためにその制御信号を
立ち下げ、ステップ１６８０にて、分配弁１０１を閉位
置に駆動制御した後、ステップ１７５０に移行する。ま
た逆に、ステップ１６６０にて、現在エア制御弁１６の
閉弁タイミングに達していないと判断された場合には、
そのままステップ１７５０に移行する。

【００７７】次に、上記ステップ１６２０にて、噴射気
筒が第１気筒＃１及び第２気筒＃２のいずれでもないと
判断された場合、つまり噴射気筒が第３気筒＃３又は第
４気筒＃４である場合には、ステップ１６９０に移行し
て、上記ステップ１６３０と同様に、現在、エア制御弁
１０２の開弁タイミングに達しているか否かを判断す
る。

【００７８】そして、このステップ１６９０にて、現
在、エア制御弁１０２の開弁タイミングに達していると
判断された場合には、ステップ１７００にて、分配弁１
０１を、ミキシングエアを第３気筒＃３及び第４気筒＃
４にのみ供給可能なＢ位置に駆動制御し、続くステップ
１７１０にて、エア制御弁１０２を開弁するためにその
制御信号を立ち上げ、ステップ１７２０に移行する。ま
た逆に、ステップ１６９０にて、現在、エア制御弁１０
２の開弁タイミングに達していないと判断された場合に
は、そのままステップ１７２０に移行する。

【００７９】次に、ステップ１７２０では、上記ステッ
プ１６６０と同様に、エア制御弁１０２の開弁中に、そ
の開弁時間がステップ１５４０で算出した制御弁開弁時
間ＴＡＣＶに達したか否かを判断することにより、エア
制御弁１０２が閉弁タイミングに達したか否かを判断す
る。そしてこのステップ１７２０にて、現在エア制御弁
１０２が閉弁タイミングに達していると判断された場合
には、ステップ１７３０に移行して、エア制御弁１０２
を閉弁するためにその制御信号を立ち下げ、ステップ１
７４０にて、分配弁１０１を閉位置に駆動制御した後、
ステップ１７５０に移行する。また逆に、ステップ１７
２０にて、現在エア制御弁１０２の閉弁タイミングに達
していないと判断された場合には、そのままステップ１
７５０に移行する。

【００８０】次に、ステップ１７５０では、エンジン２
１が１８０°ＣＡ回転する間に実行すべきインジェクタ
２３，エア制御弁１０２，及び分配弁１０１の開閉作動
が全て終了したか否かを判断し、各弁の作動が全て終了
していれば、一旦当該処理を終了し、逆に、各弁の作動
が終了していなければ再度ステップ１５５０に移行す
る。

【００８１】以上説明したように、第２実施例の燃料噴
射装置においては、インジェクタ２３の噴孔近傍にミキ
シングエアを導くためのエア吸入管路２７に、これを開
閉するエア制御弁１０２と、ミキシングエアを供給する
気筒をエンジン２１の全気筒＃１〜＃４を２つにグルー
プ分けした気筒群毎に切換可能な分配弁１０１とを設
け、図３０に示す如く、インジェクタ２３の燃料噴射に
同期してエア制御弁１０２を開弁すると共に、そのエア
制御弁１０２の開弁に同期して、分配弁１０１の弁位置
を、燃料噴射中の気筒を含む気筒群にミキシングエアを
供給可能な位置（Ａ位置又はＢ位置）に切り換えるよう
にされている。

【００８２】さらに、エア制御弁１０２を冷間時には開
度制御し、暖機後はタイムド制御することにより冷間時
のＩＳＣ機能の制御性を良化するとともに、脈動音も防
止することができる。第２実施例において、冷却水温セ
ンサ３０が暖機状態検出手段に、ステップＳ１５２０，
ステップＳ１６３０，ステップＳ１６５０〜ステップＳ
１６７０，ステップＳ１６９０，ステップＳ１７１０〜
ステップＳ１７３０，ステップＳ１５３５がエア供給制
御手段にそれぞれ相当し、機能する。

【００８３】以上、本発明を４気筒内燃機関の独立噴射
方式の燃料噴射装置に適用した実施例について説明した
が、本発明は、気筒毎にインジェクタを備えた多気筒内
燃機関の燃料噴射装置であれば、気筒数の異なる内燃機
関の燃料噴射装置であっても、またグループ噴射方式の
燃料噴射装置であっても、適用することができる。また
次に、上記実施例では、エア吸入通路２７を吸気管２６
のスロットルバルブ２２より上流側に接続し、スロット
ルバルブ２２の上流側の圧力（略大気圧）と内燃機関２
１の吸気ポートの圧力との差圧によってミキシングエア
を供給する装置について説明したが、例えば高圧エアを
発生するエアポンプを備え、このエアポンプから出力さ
れる高圧エアをミキシングエアとして内燃機関各気筒に
供給するようにした装置においても、本発明を適用する
ことができる。

【００８４】

【発明の効果】以上のような構成を採ることにより、本
発明によれば、冷間時にはエア制御弁をエア供給制御手
段により開度制御するので、頻繁な全開全閉制御にとも
なう空気脈動音を抑制することができる。さらに、エア
制御弁の作動遅れも防止できるため、ＩＳＣ機能の制御
性を損なうこともない。

【００８５】また、内燃機関が暖機され必要なエア流量
が少なくなると、開度制御ではアシストエア流量制御に
必要な空気量とアイドル回転制御に必要な空気量とを微
妙に変化させるのが困難なため、これに適した噴射同期
制御に切り換える。これにより、暖機後も最適なアシス
トエア流量供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成要件を示したブロック図である。

【図２】本発明の第１実施例に用いる流量制御弁の構成
図である。

【図３】本発明を４気筒レシプロエンジンに用いた第１
実施例のシステム構成図である。

【図４】燃料噴射弁の噴孔周囲に設けられたエアミクス
チャソケットの構成を表す断面図である。

【図５】第１実施例に用いた流量制御弁の平面図であ
る。

【図６】図５におけるＡ−Ａ断面図である。

【図７】図５におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図８】図５におけるＣ−Ｃ断面図である。

【図９】図５の反対側面図である。

【図１０】図５におけるＥ−Ｅ断面図である。

【図１１】本実施例に用いた電磁コイル装置の構成図で
ある。

【図１２】（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施例に用いた電磁コ
イル装置の作動説明図である。

【図１３】本実施例に用いたＥＣＵが実行するインジェ
クタと第１流量制御弁との制御ルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図１４】本実施例に用いたインジェクタと第１流量制
御弁との制御信号を示すタイムチャートである。

【図１５】本実施例のＥＣＵが実行する第１流量制御弁
の開弁時間の算出ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図１６】本実施例のＥＣＵが実行する第１流量制御弁
の開弁時間の算出ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図１７】本実施例のエンジンの燃料噴射装置の実際の
燃料噴射に対してミキシングエアの供給を同期させた状
態を示すフローチャートである。

【図１８】本発明の実施例であるエンジンの燃料噴射装
置の負荷起動による回転低下時のインジェクタと第１流
量制御弁との制御信号を示すフローチャートである。

【図１９】実際のエンジン回転数と目標回転数との差に
応じて立ち下げ補正時間の補正量を設定するためのＥＣ
ＵのＲＯＭに記憶されているマップを示す図である。

【図２０】ファーストアイドル時に冷却水温に応じて立
ち下げ補正時間の補正量を設定するためのＥＣＵのＲＯ
Ｍに記憶されているマップを示す図である。

【図２１】第１実施例において、エア排出部をグループ
化しないときの構成図である。

【図２２】冷却水温に応じて第１流量制御弁の開度を設
定するのに用いる基本デューティ比を設定するマップを
示す図である。

【図２３】冷却水温に応じて設定される各弁の開度と最
大流量との関係を示した相関図である。

【図２４】第２実施例の４気筒内燃機関の燃料噴射装置
全体の構成を表す概略構成図である。

【図２５】（ａ）〜（ｃ）は第２実施例に用いた分配弁
の構成を表す説明図である。

【図２６】（ａ）〜（ｄ）は分配弁の弁位置切換動作を
説明する説明図である。

【図２７】ＥＣＵにて実行される制御処理を表すフロー
チャートである。

【図２８】ＥＣＵにて実行される制御処理を表すフロー
チャートである。

【図２９】エア制御弁の応答特性及びその開閉タイミン
グを説明する説明図である。

【図３０】図６の制御処理による燃料噴射弁，エア制御
弁，及び分配弁の一連の開閉動作を表す動作説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 第１流量制御弁 ２ 第２流量制御弁 ２１ エンジン ２２ スロットル弁 ２３ａ〜２３ｄ インジェクタ ２５ 電子制御装置 ２６ 吸気管 ２８ 回転角センサ ３０ 冷却水温センサ １０１ 分配弁 １０２ エア制御弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁の
   噴孔周囲の圧力より高いエアを外部から導入するエア導
   入部と、このエア導入部より導入したエアを上記各気筒
   の燃料噴射弁の噴孔近傍に形成された開口までそれぞれ
   導く複数のエア排出部とを有するエア導入通路と、 このエア導入通路に設けられ、上記エア導入部を連通・
   遮断するエア制御弁と、 上記エア制御弁を開閉することにより、燃料噴射時に上
   記開口から供給するエアの量を制御するエア供給制御手
   段とを備える内燃機関のアシストエア制御装置におい
   て、 内燃機関の暖機状態を検出する暖機状態検出手段を備
   え、 上記エア供給制御手段は上記暖機状態検出手段によって
   検出される暖機状態に応じて、冷間時には上記エア制御
   弁の開度を制御する開度制御に、暖機時には燃料噴射時
   期に同期してエアを供給するように上記エア制御弁を開
   閉制御する噴射同期制御に切り換える切り換え手段を含
   むことを特徴とする内燃機関のアシストエア制御装置。