JPS61112773A

JPS61112773A - 燃料噴射装置付エンジン

Info

Publication number: JPS61112773A
Application number: JP59235474A
Authority: JP
Inventors: Noboru Hashimoto; 昇橋本; Koichi Takahashi; 高橋　侯一; Kenji Hataoka; 籏岡　健司; Akinori Yamashita; 山下　昭則
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1984-11-07
Filing date: 1984-11-07
Publication date: 1986-05-30

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】（産業上の利用分野）本発明は燃料噴射装置付エンジン、特に各気筒の吸気通
路に燃料噴射弁が夫々備えられたエンジンに関する。

（従　　来　　技　　術）吸気通路に燃料噴射弁を備えた燃料噴射装置付エンジン
においては、アイドル時等の軽負荷時に上記噴射弁から
噴射される燃料の気化霧化が悪化するという問題があり
、そこで、噴射弁から噴射される燃料に対してアシスト
エアを噴射することにより該燃料の気化霧化を促進させ
ることが行われる。その場合に、このアシストエアを常
時噴射していると、燃焼苗に供給されるエア量が必要以
上に多くなってアイドル回転数が高くなってしまう等の
弊害が生じるので、本件出願人が先の実用新案登録出願
（特開昭５７−１０８４６０号公報参照）で提案したよ
うに、間欠的に行われる燃料噴射に同期させてアシスト
エアを供給することが望ましい。

ところで、燃料噴射装置による燃料供給方式としては、
エンジンの複数の気筒のうちの特定気筒が吸気行程にあ
る時に１個又は複数個の燃料噴射弁から燃料を噴射する
方式と、各気筒に通じる吸気通路の分岐部に燃料噴射弁
を夫々備えて、対応する気筒が吸気行程にある時に当該
噴射弁から一回の燃焼に必要なｍの燃料を噴射する方式
とが知られているが、前者の噴射方式を採用する場合に
、上記のように燃料噴射に同期させてアシストエアを供
給すると、このアシストエアが燃料噴射時に吸気行程に
ある気筒のみに導入されることになり、そのため各気筒
間での供給エア聞が相違して、エンジンの回転変動が生
じることになる。

一方、各気筒の吸気行程時に対応する燃料噴射弁から燃
料を夫々噴射する後者の噴射方式においては、燃料噴射
弁が吸気通路の分岐部における燃焼室に極く近い位置に
設置される関係で、燃料が十分に霧化されない状態で燃
焼室に導入されることになる。従って、この方式を採用
する場合には、特に上記の如きアシストエアを供給する
必要性が高いのであるが、従来、この噴射方式を採用す
るエンジンについてアシストエアを供給するようにした
ものは存在しなかった。

（発　　明　　の　　目　　的）本発明は燃料噴射装置付エンジンに関する上記のような
実情に対処するもので、各気筒の吸気通路に夫々燃料噴
射弁を備え、各気筒の吸気行程時に対応する燃料噴射弁
から一回の燃焼に必要な量の燃料を噴射するようにした
エンジンにおいて、各燃料噴射弁からの燃料噴射に同期
させてアシストエアを噴射供給するように構成する。こ
れにより、アシストエアが各気筒に均等に導入されるよ
うにして、導入エア量が相違することによるエンジンの
回転変動を防止すると共に、特に燃料の気化霧化が悪か
った上記噴射方式を採用するエンジンにおいて、該燃料
の気化霧化性を改善することを目的とする。

（発　　明　　の　　構　　成）即ち、本発明は、各気筒の吸気通路に夫々燃料噴射弁が
備えられた燃料噴射装置付エンジンにおいて、上記各燃
料噴射弁から噴射される燃料に夫々アシストエアを供給
するアシストエア供給手段と、各気筒の吸気行程中に対
応する燃料噴射弁から一回の燃焼に必要な量の燃料を噴
射させる燃料制御手段と、少なくとも軽負荷時に上記ア
シストエア供給手段からアシストエアを噴射させるアシ
ストエア制御手段とを備えたことを特徴とする。

このアシストエア制御手段は、各気筒の夫々について、
吸気行程中における少なくとも燃料噴射弁が燃料を噴射
している間はこれに同期させてアシストエアを噴射させ
るようにアシストエア供給手段を制御する。従って、各
燃料噴射弁から対応する気筒の吸気行程時に噴射される
燃料は、常にアシストエアが供給されている状態の下で
噴射されることになり、また、このアシストエアは各気
筒の吸気行程時に燃料噴射と同期して供給されるので、
燃料と共に当該気筒の燃焼室に夫々導入されることにな
る。

（発　　明　　の　　効　　果）上記の構成によれば、各気筒の吸気行程時に燃料噴射弁
から噴射される燃料は常にアシストエアが供給されてい
る状態の下で噴射されるので、該アシストエアにより良
好に気化霧化されることになる。これにより、従来、燃
料の気化霧化性が悪かったこの種のエンジンにおいて、
特に軽負荷時における燃料の気化霧化性が改善されて良
好な燃焼状態が得られることになる。また、上記アシス
トエアは各気筒の吸気行程時に燃料噴射と同期して供給
されるので、該アシストエアを常時供給する場合におけ
るアイドル回転数の上昇等の弊害を生じることがなく、
−また各気筒に平等に導入されるので、各気筒への導入
エア量の相違によるエンジン回転数の変動が防止される
。

（実　　施　　例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。尚、
この実施例は、燃料及びアシストエアの制御と共に、排
気還流制御をも併せて行うようにしたものである。

第１図は制御システムを示すもので、エンジン１には吸
気弁２及び排気弁３を介して燃焼室４に通じる吸気通路
５及び排気通路６が設けられ、吸気通路５には上流側か
らエアクリーナ７、エアフローメータ８、スロットルバ
ルブ９及び燃料噴射弁１０が備えられている。ここで、
この実施例においては、エンジン１は４気筒エンジンと
され、上記吸気通路５の下流部が各気筒の燃焼室４・・
・４に夫々通じるように分岐されていると共に、これら
の分岐部５ａ・・・５ａに４個の燃料噴射弁１０・・・
１０が夫々設置されている。

また、上記各燃料噴射弁１０は、吸気通路５の分岐部５
ａにおける通路壁１１にソケット１２を介して装着され
ている。このソケット１２は、第２図に拡大して示すよ
うに筒状とされ、上記通路壁１１に形成された取付孔１
１ａに嵌合されていると共に、外周面には周溝１２ａが
形成され、且つ該周溝１２８の底面に内側に通じる多数
の噴孔１２ｂ・・・′１２ｂが周方向に並べて設けられ
ている。

また、周溝１２ａの両側にはシール用のゴムリング１３
．１３が装着されていると共に、該周溝１２８は上記通
路壁１１に形成されたアシストエア導入孔１１ｂに接続
されている。そして、該ソケット１２の内側に燃料噴射
弁１０の先端部が挿入され、該噴射弁１０から噴射され
る燃料がソケット１２の内部及び通路壁１１における燃
料噴射通路１１ｃから吸気通路５の分岐部５ａ内に噴射
されると共に、上記アシストエア導入孔１１ｂに供給さ
れたアシストエアがソケット１２の周溝１２ａから各噴
孔１２ｂ・・・１２ｂを通って該ソケット１２の内側に
噴射され、更に上記燃料噴射通路１１Ｃを通って吸気通
路５の分岐部５ａ内に導入されるようになっている。

然して上記アシストエア導入孔１１ｂには、吸気通路５
におけるスロットルバルブ９の上流側から導かれたアシ
ストエア通路１４が接続されていると共に、該通路１４
の途中に上記排気通路６から導かれた排気還流（以下、
ＥＧＲという）通路１５が合流されている。そして、ア
シストエア通路１４におけるＥＧＲ通路１５との合流部
Ｘの上流側１４ａ及びＥＧＲ通路１５にはアシストエア
制御弁１６及びＥＧＲ制御弁１７が夫々設置されＣいる
と共に、アシストエア通路１４の上記合流部Ｘの下流側
１４ｂにはタイミング制御片１８が設置され、これらの
制御弁１６．１７．１８がコントローラ１９からの開閉
信号Ａ、Ｂ、Ｃにより開閉されるようになっている。

また、上記コントローラ１９は、上記エアフローメータ
８からのエア流量信号りと、エンジン１のクランクシャ
フトの回転角を検出するディスリピユータ２０からのク
ランク角信号Ｅとを入力し、これらの信号り、Ｅに基づ
いて燃料噴射量を設定すると共に、この噴射量となるよ
うに燃料噴射弁１０・・・１０の開弁期間をクランクシ
ャフトの回転角（クランク角）に対して決定し、これを
燃料制御信号Ｆ１〜Ｆ４として各燃料噴射弁１０・・・
１０に送出するようになっている。

次に、上記実施例の作用をコントローラ１９の作動を示
すフローチャートに従って説明する。

先ず、第３図に示ずフローチャートのステップ８１．３
２で、コントローラ１９はディストリビュータ２０から
のクランク角信号Ｅとエアフローメータ８からのエア流
量信号りとに基づいて現時点のクランク角と吸入エア流
ｍを読み込むと共に、ステップＳ３で上記クランク角か
らエンジン回転数を口出する。そして、ステップ８４〜
Ｓ６に従つて、エンジン回転数と吸入エア流口とから算
出される一回の吸気行程で燃焼室に導入されるエア量に
対応させて燃料噴射量を決定すると共に、この噴射量と
なる燃料噴射弁の開弁期間をクランクシャフトの回転角
θとして決定し、第４図に示すように、各気筒毎に吸気
行程中における所定の噴射開始時期θ１を基準として噴
射終了時期θ２（−θ１＋θ）を決定する。また、これ
に続いて、ステップＳ７で燃料噴射終了時期θ２に所定
のクランク角Ａθを加えた時期θ２′　（＝θ２＋ａθ
）をアシストエアの噴射終了時期として決定する。

ここで、アシストエアの噴射開始時期０１′は上記燃料
噴射開始時期θ１に上記クランク角４θだけ先立つ時期
とされる。

次に、コントローラ１８は、ステップＳａ、Ｓ９に従っ
てエンジン１の運転領域を判別する。つまり、第５図に
示すようにエンジン１の運転領域を低負荷低回転のアイ
ドルゾーン■と、その高回転側のＥＧＲゾーン■と、ア
イドルゾーン■の高負荷側のノッキングゾーン■とに予
め区分し、上記クランク角信号Ｅから求められるエンジ
ン回転数とエア流量信号Ｄ（又は吸気負圧、スロットル
バルブ開度等を示す信号）から求められる負荷とによっ
て、現時点の運転領域が上記ゾーン■〜■のうらのいず
れのゾーンにあるかを判別する。

運転領域がアイドルゾーン■にある時は、コントローラ
１９は上記ステップＳａ　、３９に続いてステップＳ　
＋ｏを実行し、第１図に示すアシストエア制御片１６を
開き且つＥ　Ｇ　Ｒｔｉｌｌ　Ｉｌｌ弁１７を閉じるよ
うにこれらの制御弁１６．１７に開閉信号△。

Ｂを出力する。そして、上記クランク角信＠Ｅが示すク
ランク角が成る気筒の吸気行程におけるアシストエアの
噴射開始時期θ１′となった時に、ステップＳｏからス
テップＳ　１２を実行し、第１図に示すタイミング制御
弁１８にこれを開くようにｒ＃ＩＩ！ｌ信号Ｃを出力す
る。これによりアシストエア通路１４の上流側１４ａ及
び下流側１４ｂがともに開通し、吸気通路５におけるス
ロットルバルブ９の上流側と下流側との圧力差によって
、該吸気通路５内のエアの一部がアシストエア通路１４
を通って吸気通路分岐部５ａの通路壁１１に設けられた
アシストエア導入孔１１ｂに導かれることになる。そし
て、このアシストエアは燃料噴射弁１０の先端部が挿通
されたソケット１２の周溝１２ａか−ら多数の噴孔１２
ｂ・・・１２ｂを通って該ソケット１２の内側に噴射さ
れる。

また、このアシストエアの噴射開始時期θ１′から所定
のクランク角４θだけクランクシャフトが回転すると燃
料噴射開始時期θ１となるので、コントローラ１９はス
テップＳ　１３からステップＳ■を実行し、当該気筒の
燃料噴射弁１０に燃料を噴射するように燃料制御信号Ｆ
を出力すると共に、更にクランクシャフトがクランク角
θだけ回転して燃料、噴射終了時期θ２となると、ステ
ップＳ１５からステップ８１６を実行して上記制御信号
Ｆによる燃料噴射を停止させる。これにより、第４図に
実斜線で示すように吸気行程中におけるクランク角０１
〜θ２の間、燃料噴射弁１０が開き、エンジン１の運転
状態に応じた量の燃料が当該気筒の燃焼室４に供給され
る。そして、上記燃料噴射終了時期θ２から更にクラン
クシャフトが所定のクランク角ｌθだけ回転するとアシ
ストエアの噴射終了時期６２′となるので、コントロー
ラ１９はステップ８１７からステップ８１８を実行して
タイミング制御弁１８を閉じるように開閉信号Ｃを出力
する。その結果、第４図に点斜線で示すように、燃料噴
射開始時期θ１にクランク角ＡＯだけ先立つ時期６１′
から燃料噴射終了時期θ２をクランク角Δθだけ経過し
た時期０２′までの間、ソケット１２からアシストエア
が供給されることになり、このアシストエアが供給され
ている間に燃料噴射弁１０から燃料が噴射されることに
なる。これにより、燃料は常にアシストエアが供給され
ている状態の下で噴射され、該エアの流れにより通路の
内壁面等に付着することなく、且つ良好に気化霧化され
て燃焼室４に導入されることになる。

また、アシストエアは各気筒の吸気行程時に燃料噴射と
同期して供給されるので、必要以上に供給されることに
よるアイドル回転数の上昇等の弊害を招くことがなく、
また各気筒の燃焼室に平等に導入されるので、導入エア
向が気筒間で相違することによるエンジンの回転変動を
生じることがない。更に、アシストエアは燃料噴射期間
θの前後に所定のクランク角ｌθを夫々加えた期間供給
されるので、エンジン１の負荷に対応する燃料噴射量の
増減に伴って該アシストエアの供給量も負荷に応じて増
減されることになる。従って常に適切な空燃比の混合気
が燃焼Ｎ４に供給されることになる。

尚、この実施例においてはＥ　Ｇ　Ｒ！ＩＩ　１０をも
併せて行うようになっているので、次にこのＥＧＲ制御
について説明する。

即ち、エンジン１の運転領域が第５図に示すＥＧＲゾー
ン■にある時は、上記コントローラ１９は第３図のフロ
ーチャートにおけるステップＳ８からステップＳ１９を
実行し、アシストエア制御片１６を閉じ且ツＥＧＲ１Ｉ
ｒＩＩｒＩＡ弁１７を開くように開閉信号Ａ、Ｂを出力
する。そして、上記アシストエア供給時と同様にステッ
プ８１１〜Ｓｅａを実行する。そのため、各気筒の吸気
行程中において第４図に示すクランク角θ１′からクラ
ンク角０２′までの間に、アシストエアの代わりに排気
通路６からＥＧＲ通路１５及びアシストエア通路１４の
下流側１４ｂを通ってソケット１２に排気ガス（ＥＧＲ
ガス）が導入されることになり、これがクランク角θ１
からクランク角θ２までの間に燃料噴、射弁１０から噴
射される燃料と共に燃焼室４に導入されることになる。

これにより、排気ガス中のＮＯｘが多くなる運転領域に
おいて、上記ＥＧＲガスによって燃焼温度が抑制される
ことにより、ＮＯｘの排出量が低減されることになる。

また、運転領域が第５図に示す高負荷低回転のノッキン
グゾーン■にある時は、コントローラ１９はステップＳ
９からステップ８２０〜８２６によるＥＧＲガスによる
ノッキング対策制御を行う。つまり、先ずステップ８２
０で上記ステップＳ　１９と同様にアシストエア制御弁
１６を閑じ且つＥＧＲ制御弁１７を開くように開閉信号
Ａ、Ｂを出力する。

そして、クランク角が６０．即ち第６図に示すように成
る気筒の吸気行程開始時期となった時にステップ８２１
からステップ８２２を実行し、タイミング制御弁１８を
開くように開閉信号Ｃを出力すると共に、クランク角が
燃料噴射開始時期′θ１となると、ステップ８２３から
ステップ８２４を実行して燃料噴射弁１０を開き且つ上
記タイミング制御弁１８を閉じるように燃料制御信号Ｆ
及びＲ閉信号Ｃを出力する。これにより、第６図に点斜
線で示すように、当該気筒の吸気行程開始時期θ０から
燃料噴射開始時期θ１までの間、ＥＧＲガスが燃焼室４
に供給されることになる。このＥＧＲガスは吸気行程の
初期に燃焼室４に導入されるので該燃焼室４の底部に溜
まり、圧縮行程中における点火プラグの点火前に該プラ
グから離れた燃焼室４の底部で混合気が着火することを
阻止する。これにより、高負荷低回転時に生じ易いノッ
キングが防止されることになる。そして、コントローラ
１９はステップＳ２５．Ｓ２６に従って上記燃料噴射開
始時期θ１から終了時期θ２までの間、燃料噴射弁１０
から燃料を噴射させるように制御信号Ｆを出力する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は２ｉ１＋
　１ｔｌシステム図、第２図は燃料噴射弁の先端部を示
す要部拡大断面図、第３図はコントローラの作動を示す
フローチャート図、第４図はアシストエアの供給タイミ
ングを示すタイムチャート図、第５図は制御領域を示す
領域図、第６図はノッキング対策制御におけるＥＧＲガ
スの供給タイミングを示すタイムチャート図である。１・・・エンジン、５・・・吸気通路、１０・・・燃料
噴射弁、１２．１４・・・アシストエア供給装置（１２
・・・ソケット、１４・・・アシストエア通路）、１６
．１８．１９・・・アシストエア制御手段（１６・・・
アシストエア制御弁、１８・・・タイミング制御弁、１
９・・・コントローラ）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）各気筒の吸気通路に夫々燃料噴射弁が備えられた
エンジンであつて、各燃料噴射弁から噴射される燃料に
夫々アシストエアを供給するアシストエア供給手段と、
各気筒の吸気行程中に対応する燃料噴射弁から一回の燃
焼に必要な量の燃料を噴射させる燃料制御手段と、少な
くとも軽負荷時において、吸気行程中における少なくと
も上記燃料噴射弁から燃料が噴射されている間は上記ア
シストエア供給手段からアシストエアを噴射させるアシ
ストエア制御手段とが備えられていることを特徴とする
燃料噴射装置付エンジン。