JPS5885338A - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - 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】 本発明は、内燃機関のアイドル回転数制御装置に係り、
特に、電子制御燃料噴射装置を備えた自動車用エンジン
に用いるに好適な、吸気絞多弁をバイパスして導入され
る吸入空気の流量を制御することにより、機関のアイド
ル回転数を制御するようにされた内燃機関のアイドル回
転数制御装置の改良に関する。

自動車用エンジン等の内燃機関の混合気の空燃比を制御
する装置の一つに電子制御燃料噴射装置を用いるものが
ある。この電子制御燃料噴射装置を備えた内燃機関にお
いて扛、例えば、機関の吸入空気量及び機関回転数等に
応じて燃料噴射時間を決定し、該燃料噴射時間だけ、例
えば吸気マニホルドに配設され比、機関の吸気ボートに
向けて燃料を噴射するメインインジェクタを開弁するこ
とによって、機関の空燃比を制御するようにされて′お
シ、空燃比を精密に制御することが必要な、排気ガス浄
化対策が施された自動車用エンジンに広く用し島られる
ようになってきている０この電子制御燃料噴射装置を備
えた内燃機関においては、一般に、吸気絞シ弁をバイパ
スして導入される吸入空気の流量を制御することにより
、機関のアイドル回転数を制御するようにされておシ、
従来は１吸気絞り弁上流側の吸気管と吸気絞シ弁下流側
の転状態に応じて咳空気流量制御弁の開度を制御するよ
うにしている。

一方近年、吸入空気の一部をメインインジェクタの、噴
口近傍に送シ込むことによって、空気流運によりメイン
インジェクタから噴射される燃料の霧化を改善する試み
もなされておシ、所定の効果をあげている。しかしなが
ら従来は、吸気絞υ弁上流側の吸気管とメインインジェ
クタの噴口近傍を、直接、小径のパイプにより連通する
ようにしていたため、メインインジェクタの噴口近傍に
供給きれる空気め流ｆＬ（以下アシスト流量と称する）
が、メインインジェクタが配設されてい名吸気マニホル
ドの負圧と排気管の吸気絞シ弁上流側の圧力の差に応じ
て決まってしまい、エンジン運転状態に応じてアシスト
流量を調整することができず、必ずしも十分な効果をあ
けることはできなかった。

尚、アイドル流量を制御するｍめの前記空気流量制御弁
の下流側をメインインジェクタの噴口近傍に接続するこ
とによって、アイドル空気を全てメインインジェクタの
噴口近傍からエンジン内に供給して、アイドル空気にア
シスト機能ヲ持たせることも考えられる。しかしながら
、メインインジェクタの噴口付近が最大流速になるよう
にするため、及び、車両の搭載性から、アシスト流量の
最大値には限度があり、特に、低温時のファストアイド
ルでは、アシスト通路から流せる流量だけではアイドル
流量が不足してしまう。一方、暖機終了後の通常のアイ
ドル時には、アイドル流量を絞ってアイドル回転数を一
定に保つ必要があり、アシストに適１し几流量−ａは、
アイドル流量としては多すぎてしまう。そこで、アイド
ル流量を制御するための空気流量制御弁の他に、更に、
アシスト空気をオンオフするためのオンオフ弁、或いは
、アシスト流量を直線的に制御するための空気流量制御
弁を追設して、アイドル時は、アイドル空気をアシスト
側に流し、一方、ファストアイドル時は、アイドル空気
をアシスト側とバイパス側へ流すことによって、ファス
トアイドル流量を確保することが考えられるが、オンオ
フ弁を追加した場合には、オンオフ弁の切換え時にショ
ックが発生し、車両運転性能が低下する。又、空気流量
制御弁を追加した場合には、制御系が複雑になるだけで
なく、コストが上昇してしまうという問題点を有した。

本発明は、前記従来の欠点を解消すべくなされたもので
、単一の空気流量制御弁を用いることによシ、単純な構
成で、メインインジェクタの噴口近傍に供給されるアシ
スト空気と吸気絞シ弁の下流側に供給嘔れるバイパス空
気の流量を制御することができ、制御性に優九た内燃機
関へアイドル回転数制御装装置を提供することを目的と
する。

本発明は、吸気絞シ弁をバイパスして導入される吸入空
気の流量を制御することにより、機関のアイドル回転数
を制御するようにされ１７９燃機関のアイドル回転数制
御装置において、吸気絞シ弁上流側の吸入空気が導入さ
れる人気ボートと・該人気ボートから導入された空気の
一部をメインインジェクタの噴口近傍に送給する第１の
送気ボートと、前記人気ボートから導入された空気の他
の一部を吸気絞り弁の下流側に送給する第２の送気ボー
トとを有する三方型の空気流量制御弁を備えることによ
り、前記目的を達成し友ものである。

又、前記空気流量制御弁が、まず第１の送気ボートを開
口し、次いで、該第１の送気ボートの全開付近で第２の
送気ボートを開口し始めるようにして、バイパス空気の
総量が連続的に制御されるようにしたものでろる〇 更に、前記第２０給気ボートを、サージタンクに配設さ
れ几スタートインジェクタの噴口近傍に接続して、バイ
パス空気を、スタート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アシスト空気として利用するよ
うにし友ものである〇又、前記空気流量制御弁を、前記
人気ボート、第１の送気ボー）、！２の送気ボートが局
面に接続された円筒状のケースと、該ケース内を回動し
、前ワ己第１の送気ボート及び第２の送気ボートを直腺
的に開閉する円弧状の弁体とを有してなるものとしたも
のである。

以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に祝明する
。

本実施例は、第１図に示すような、外気を取入れるｍめ
のエアクリーナ１２と、該エアクリーナ１２により取入
れら几几吸入空気のωＣ瀘を検出するためのエアフロー
メータ１４と、該エア７０−メータ１４に内蔵された、
吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ１６と、
吸気管１８に配設され、運転席に配設さｆ′Ｌ７’５ア
クセルペダル２０と連動して回動するようにされた、吸
入空気の流￥１ｒを制御するための吸気絞り弁２２と、
該吸気にり弁２２がアイドル開度にあるか否かを検出す
る窺メのスロットルセンサ２４と、サージタンク２６と
・、吸気マニホルド２８に配設された、エンジン１０の
吸気ボートに向けて主燃料を噴射するためのメインイン
ジェクタ３０と、前記サージタンク２６に配設された、
エンジン始動時に始動用補助燃料を噴射するｔめのスタ
ートインジェクタ３２と、インジェクタ３０．３２Ｖｃ
所定圧力の燃料を供給するための、燃料タンク３４及び
燃料ポンプ３６と、排気マニホルド３８に配設された、
排気ガス中の残存酸素濃度がら空燃比を検知するための
酸素濃度センサ４０と、エンジン１０のクランク軸の回
転と連動して回動するディス）　ＩＪピユータ軸４２ａ
を有するディストリビュータ４２に内蔵された、前記デ
ィストリビュータ軸４２ａの回転に応じてパルス信号を
出力するクランク角センサ４４と、エンジンブロックに
配設さｎ友、エンジン冷却水温を検知するための冷却水
温センサ４６と、バッテリ４８と、前記エアフローメー
タ１４出力から求められる吸入空気量と前記クランク角
センサ４４−出力から求めらｎるエンジン回転数に応じ
て基本の燃料噴射時間を決定し、これを前記酸素濃度セ
ンサ４０出力の空燃比、前記冷却水温センサ４６出力の
エンジン冷却水温、前記バッテリ４８の電圧等に応じて
補正することによって、前記メインインジェクタ３０に
開弁時間信号を出力するデジタル制御回路５０とを備え
た自動車用エンジン１０の電子制御燃料噴射装置におい
て、吸気絞９弁２２上流側の吸気管１８に形成された空
気ボート５２からバイパス通路５４を介して吸気絞り弁
上流側の吸入空気が導入される人気ボート５６ａと、該
人気ボート５６ａから導入された空気の一部をアシスト
通路５８を介してメインインジェクタ３０の噴口近傍に
送給する第１の送気ボー）５６ｂと、前記入気ボー）５
６ａから導入された空気の他の一部をバイパス通路６０
を介しテスタートインジエクタ３２の噴口近傍に送給す
る第２の送気ボー）５６ｃとを有する三方型の空気流量
制御弁５６を備えると共に、該空気流量制御弁５６を前
記デジタル制御回路５０により制御するようにしたもの
である。

前記メインインジェクタ３０の先端部は、第２図に示す
ような構造となっており、先端部が弁体３０ｂを構成す
るニードル３０ａと、該ニードル３０ａを摺動自在に支
持するホルダ３０ｃと、該ホルダ３０ｃの先端部を覆う
ように圧入さｎている空気導入用スリーブ３０ｄと、前
記ニードル３０工の先端に配設され几燃料衝突板３０ｅ
とを有してなり、ホルダ３０ｃの先端は、ニードル３０
ａの弁体３０ｂが着座する弁座部３０ｆを構成している
。従って、加圧燃料は、ホルダ３０ｃの内孔とニードル
３０ａとの間隙を通って弁座部３０ｆに到達し、電磁力
によってニードル３０ｍが図の上方に引上げられた際に
弁座部３０ｆと弁体３゜ｂとの間にできる噴口３０ｇか
ら吐出される０噴口３０ｇから吐出された燃料は、燃料
衝突板３０ｅに衝突し、ニードル３０ａの離軸方向に拡
がる薄い液膜を形成して一次微粒化される。スリーブ３
０ｄには、複数の空気孔３０ｈが設けられておシ、この
空気孔３０ｈから送夛込まれるアシスト空気が、燃料衝
奥板３０ｅで液膜となった燃料に衝突し、燃料の二次微
粒化が行なわれる。従って、アシスト空気によシ微粒化
が促進された燃料がスリーブ噴口３０ｉからエンジン１
ｏの燃焼室に吸入されることとなる。第２図の構造から
明らかな通電、インジェクタ３０のスリーブ噴口３ｏｉ
付近が最大流速になるようにするため、或いは搭載性か
ら、アシスト流量には限度がある。

前記デジタル制御回路５０は、第３図に詳細に６２と、
前記エアフローメータト４、吸気温セ／す１６、酸素濃
度センサ４０、冷却水温センサ４６、バッテリ４８等か
ら出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して順
次０ＰＵ６２に取込むための、マルチプレクサ付きアナ
ログ−デジタル変換器６４と、前記スロットルセンサ２
４・、クランク角センサ４４等から出力されるデジタル
信号を、Ｂ「定のタイミングで０ＰＵ６２に取込むと共
に、０ＰＵ６２における演算結果を、所定のタイミング
で前記メインインジェクタ３０、スタートインジェクタ
３２、空気流量制御弁５６等に出力するバッファ付き人
出カポ−トロ６と、プログラム或いは各種定数等を記憶
するためのリードオンリーメモリ６８と、０ＰＵ６２に
おける演算データ等ヲ一時的に記憶するためのランダム
アクセスメモリ７０と、機関停止時にも゛補助電源から
給電されて記憶を保持できるバックアップ用ランダムア
クセスメモリ７２と、コモンバス７４とから構成されて
いる。

前記空気流量制御弁５６は、第４図に詳細にボ丁如く、
前記人気ポート５６８％第１の送気ボート５６ｂ１第２
の送気ボート５６Ｃが周面に接続・開口された円筒状の
ケース５６ｄと、該ケース５６ｄ内を回動し、前記第１
の送気ボート５６ｂ及び第２の送気ボー）４６ｃを直線
的ＩＣ開閉する円弧状の弁体５６ｅと、骸弁体５６ｅを
回動するための、例えば、リニヤモータ或いはステップ
モータからなる回転駆動装置５６ｆとを有してなシ、前
記弁体５６ｅＫはバイパス孔５６ｇが形成され、該弁体
５６ｅが回転駆動装置５６によって回動されると、まず
第１の送気ボート５６ｂを開口し、次いで、該第１の送
気ボー）５６ｂの全開付近で第２の送気ボート５６Ｃを
開口し始めるようにされている。従って、第１の送気ボ
ー）５６ｂか、ら送給されるアシスト空気の流量特性は
、第５図に実線Ａで示す如くとなり、第２の送気ボート
５６Ｃから送給されるバイパス空気の流量特性は、同じ
く第５図に二点鎖線Ｂで示す如くとなる０よって、吸気
絞シ弁２２をバイパスして供給されるアイドル空気の総
置は、第５図に破線Ｃで示す如く、直線的に変化するも
のとなるＯ 以下作用′！ｉ−説明する。

まず、バイパス空気が必要ない通常運転状態においては
、空気流量制御弁５６の回転駆動装置５６ｆには通電さ
れず、従って、空気流量制御弁５６は、弁体５６ｅによ
シ、送気ボー）５６ｂ、５６Ｃが共に閉じられ次状態に
ある。従って、吸気絞シ弁２２をバイパスするバイパス
通路５４が完全に閉じられておシ、吸気絞シ弁２２によ
り流量制御された吸入空気に応じて、メインインジェク
タ３０から噴射される燃料が制御されている。

一方、暖機終了後のアイドル運転時には、デジタル制御
回路５０から回転駆動装置５６ｆＫ、第５図の開度り以
下の開度に対応する電気信号が与えられる。すると、空
気流量制御弁５６の弁体５６ｅが第４図の反時計方向に
若干１回動し、人気ボート５６ａとｗｃｌの送気ボート
５６ｂのみが導通し、空気流量、即ちアシスト流量がこ
の間で制御される・この時、第２０給気ボー）５６ｃは
、弁体５６ｅによシ閉じられたｔまである０従って、ｉ
機終了後のアイドル時には、バイパス通路５４を介して
導入さｔｔ４バイパス空気が、全てメインインジェクタ
３０の空気孔３０　ｈ　’に導入され、アシスト空気と
して利用される。

又、低温時のファストアイドル制御時には、要求吸入空
気流が多いため、暖機終了後のアイドル時のように、メ
インインジェクタ３０の空気孔３０ｈ゛に全ての流量を
流すことができない。そこで、デジタル制御回路５０は
、第５図の開度り以上の開度に対する電気信号を回転駆
動装置５６　！、、に与える。すると、弁体５６ｅが開
度り以上に回動して、人気ボート５６ａが第１の送気ボ
ート５６ｂと連通されるだけでなく、バイパス孔５６ｇ
により第２の送気ボー）５６ｃとも連通されるようにな
る。従って、メインインジェクタ３０の空気孔３０ｈに
流しきれないバイパス空気を、バイパス通路６０を介し
てスタートインジェクタ３２の噴口近傍に流すことがで
き、低温時のファストアイドル空気証を確保できる。

本爽施例においては、空気流量制御弁５６の第２の送気
ボー）５６ｃを、サージタンク２６に配ｅ、嘔れ九スタ
ートインジェクタ３２の噴口近傍に接続するようにして
いるので、アシスト流菫以上のバイパス空気が、スター
トインジェクタ３２から噴出される燃料を霧化するため
のアシスト空気として利用され、非常に効率が良い。尚
、第２の送気ボー）５６ｃの接続先は前記実施φＩＩＶ
ｃ限定きれず、吸気絞り弁２２の下流側であ几ば他の場
所でろ？てもかまわない。

又、空気流量制御弁の構成は、第４図に示し友ものに限
定されず、第５図に示したような流量特性が得られるも
のであれば、他の構成であっても構わない。例えば、二
連のポペット弁、又は、円筒パイプの周上にスリット孔
を設け、このスリット孔の開口面積を制御するスライド
弁等を使用しても良い。

以上説明し九通電、本発明によれば、単純な構成によシ
、アイドル時のアシスト流量とバイパス流量を制御する
ことができ、コストを低減できるだけでなく、制御性に
も優れている。□又、アシスト流量を最適な流量に適合
させることも容易でめる等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る内燃機関のアイドル回転数制御
装置の実施例が配設ざｆＬ九九自動車エンジンを示す、
一部ブロック線図を含む断面図、第２図は、前記実施例
で用いられているメインインジェクタの先端近傍の構成
を示す断面図、第３図は、同じ′くデジタル制御回路の
具体的構成を示すブロック線図、第４図は、同じく、空
気流量制御弁の構成を示す断面図、第５図は、前記空気
流量制御弁の流ｆ特性を示す線図である。 １０・・・エンジン、２２・・・吸気絞多弁、２６・・
・サージタンク、２８・・・吸気マニホルド、３０・・
・メインインジェクタ、 ３２・・・スタートインジェクタ、 ５０川デジタル制御回路、 ５４．６０・・・バイパス通路、 ５６・・・空気流量制御弁、５６ａ・・・人気ボート、
５６ｂ、５６ｃ・・・送気ボート、５６ｄ・・・ケース
、５６ｅ・・・弁体、５６ｆ・・・回転駆動装置、５８
・・・アシスト通路。 代理人　　高　矢　　　論 （ほか１名） 第　４　図 Ｌ　Ｏ図 Ｃ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　吸気絞多弁をバイパスして導入される吸入空
   気の流量を制御することによ）、機関のアイドル回転数
   を制御するようにされ九内燃機関のアイドル回転数制御
   装置において、吸気絞多弁上流側の吸入空気が導入され
   る人気ボートと、該人気ボートから導入された空気の一
   部をメインインジェクタの噴口近傍に送給する第１の送
   気ボートと、前記人気ボートから導入された空気の他の
   一部を吸気絞り弁の下流側に送給する第２の送気ボート
   とを有する三方型の空気流量制御弁を備えたことを％像
   とする内燃機関のアイドル回転数制御装置。 （′Ａ　前記空気流量制御弁が、゛まず第１の送気ボル
   トを開口し、次いで、該第１の送気ボートの全開付近で
   第２の送気ボートを開口し始めるよ２にされている特許
   請求の範囲第１項に記載の内燃機関のアイドル回転数制
   御装置口 （３）前記第２の送気ボートが、サージタンクに配役さ
   ｆ′Ｌ、たスタートインジェクタの噴口近傍に接続され
   ている特許請求の範囲第１項又は第２項のいずれかに記
   載の内燃機関のアイドル回転数制御装置。 （４）前記空気流量制御弁が、励記入気ボート、第１の
   送気ボート、第２の送気ボートが局面に接続された円筒
   状のケースと、該ケース内を回動し、前記第１の送気ボ
   ート及び第２の送気ボートを直線的に開閉する円弧状の
   弁体とを有してなる特許請求の範囲第１項に記載の内燃
   機関のアイドル回転数制御装置。