JPS62186061A - 内燃機関の燃料噴射装置 - 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】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、詳しくは
アルコール混合燃料を用いる内燃機関の始動性を改善す
る内燃機関の燃料噴射装置に関する：ｂのである。

［従来技術］ 近年、ガソリン代替撚オ（Ｎとして、ガソリンにアルコ
ールを混合したアルコール混合燃料を用いた内燃機関の
研究・開発が進められているが、アルコール混合燃わ１
は、アルコールの混合割合が必ずしら統一されておらず
まらまちであること、及び、アルコールの気化潜熱が大
きく低温時に気化が困難になることから、アルコール混
合燃料を用いた内燃機関ではその始動性が悪いことが知
られている。そこで、従来より、アルコール混合燃料を
用いた内燃機関の始動性を改善するために、内燃機関の
吸気系に始動用の噴射弁を主噴射弁とは別に設けて始動
時燃料噴射を行なうといった内燃機関の燃料噴射装置等
の提案が種々なされている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、アルコール混合燃料を用いた内燃機関の
始動性を改善しようとするこうした提案は以下の如き問
題があり、未だ確立した技術とはいえなかった。

（ａ）内燃機関の吸気系に始動用燃料噴射弁を設け、始
動時に主燃料噴射とは別に始動用の燃料噴射を行なう場
合、アルコール混合燃料の増母を図ることはできるが、
内燃機関が冷え切っている時には吸気系も冷えており、
アルコールが気化しにくいという問題は未解決であった
。また、アルコール混合燃１１におけるアルコール混合
ｖ１合のばらつきについては何の考慮も払われておらず
、アルコール混合割合か高い時には始動性が一層悪くな
るという問題はそのまま残されていた。

（ｂ）一方、アルコールの混合割合に応じて子撚１り１
噴射弁に供給される燃圧を変更し空燃比を制御するとい
った提案（例えば、特開昭５６−１４７８６６６号の「
燃１１供給方法」等）もなされているが、これらは始動
性に関し何等の改善を図るものではなかった。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 本発明の内燃機関の燃料噴射装置は上記の点に鑑みなさ
れたものであり、上記の問題を解決することを目的とし
て、２つの発明がなされた。第１発明の内燃機関の燃料
噴射装置の構成は、内燃機関にアルコール混合燃料を噴
射する内燃機関の燃料噴射装置において、 内燃機関に燃料噴射を行なう主噴射弁に所定圧力の上記
燃料を圧送する主燃圧レギュレータと、始動時に燃料噴
射を行なう始動噴射弁に上記所定圧力より高い所定圧力
の上記燃料を圧送する始動燃圧レギュレータと、 を備えたことを特徴とする。一方、第２発明の内燃機関
の燃料噴射装置の構成は、 内燃機関にアルコール混合燃料を噴射する内燃機関の燃
料噴射装置において、 内燃機関に燃料噴射を行なう主噴射弁に所定圧力の上記
燃料を圧送する主燃圧レギュレータと、始動時に燃料噴
射を行なう複数個の始動噴射弁に上記所定圧力より高い
所定圧力の上記燃料を圧送する始動燃圧レギュレータと
、 上記燃オ６１のアルコール濃度を検出するアルコール濃
度検出手段と、 上記内燃機関の温度を検出する内燃機関温度検出手段と
、 上記アルコール濃度検出手段により検出された上記アル
コール濃度及び上記内燃機関温度検出手段により検出さ
れた上記内燃機関の温度に基づいて上記複数個の始動噴
射弁の開弁数を決定する始動噴射弁数決定手段と、 を備えたことを特徴とする。

ここで、主燃圧レギュレータとは、主噴射弁に圧送され
る燃料を所定圧力に保つものであり、始動燃圧レギュレ
ータとは、始動噴射弁に圧送される燃料を主噴射弁に圧
送される燃料の所定圧力よりも高い所定圧力に保つもの
である。

アルコール濃度検出手段とは、アルコール混合燃料のア
ルコール濃度を検出するものであればよく、アルコール
濃度の変化に基づく静電容量や光の屈折率の変化を利用
したセンサ等が考えられる。

始動Ｉ８！１射弁数決定手段とは、アルコール濃度検出
手段により検出されたアルコール濃度及び内燃機関温度
検出手段により検出された内燃機関の温度に基づいて複
数個の始動噴射弁の開弁数を決定する手段であって、論
理演算回路又はディスクリ＝１・な回路として構成して
もよく、あるいは、通常車両に搭載されている電子燃料
噴射制御装置等と一体に構成してもよい。

［作用］ 上記構成を有する第１発明の内燃機関の燃料用ＩＪ’装
置は次の如く作用する。即ら、始動時には、主燃圧レギ
ュレータによって主噴射弁に圧送されるアルコール混合
燃１１より始動燃圧レギュレータによって高圧に保たれ
たアルコール混合燃料が始動噴射弁から低圧の内燃機関
内に噴射される。これによって胎動噴射弁からは高い圧
力に加圧されたアルコール混合燃料が噴射され、急激な
減圧による沸騰（以下、単に減圧沸騰と呼ぶ。）によっ
て噴射されたアルコールは気化し、内燃機関の始動性を
良好にするよう動く。

一方、第２発明の内燃機関の燃料噴射装置は、始動時に
は、始動噴射弁数決定手段によって、アルコール淵度検
出手段により検出されたアルコールの濃度及び内燃機関
温度検出手段により検出された内燃機関の温度に基づい
て複数個の始動噴射弁の開弁数を決定して燃料噴射を行
ない、しかも、主燃圧レギュレータによって主噴射弁に
圧送されるアルコール混合燃料より始動燃圧レギュレー
タによって高圧に保たれたアルコール混合燃料を始動噴
射弁から低圧の内燃機関内に噴射する。

これにより、アルコールｊ昆合燃″１１は減圧沸騰して
気化するよう鮎さ、また、アルコール）門度が高くてア
ルコールが気化しにくい時程、かつ、内燃機関内の温度
が低くてアルコールが気化しにくい８．１程始動噴ｑ寸
弁の開弁数を多くして燃料噴射量を多くするよう動く。

［実施例］ 次に第１発明の内燃機関の燃料噴射装置の一実施例を図
面と共に詳細に説明する。

第１図は本発明一実施例の内燃機関の燃料噴射装置を示
す概略構成図を表わしている。

第１図に示す本実施例の内燃□関の燃料噴ＯＡ装置は、
エンジン１にアルコール混合燃料（以下、単に混合燃料
と言う。）を供給する燃料供給装置２、燃料供給装置２
によるエンジン１への混合燃料の供給を制御する制御装
置６等から構成されている。Ｕ ここで燃料供給装置２は、混合燃料が貯蔵された燃料タ
ンク８、燃料タンク８内の混合燃料を燃料メインチュー
ブで１０．燃料フィルタ１２．パルセーションダンパ１
４を介してエンジン１に燃料を供給する燃料ポンプ１５
、パルセーションダンパ１４に接続されエンジン１の各
気筒に混合燃料を分配するデリバリパイプ１６、デリバ
リパイプ１６に接続され各気筒に混合燃料を噴射する４
個の主噴射弁１８等を備えている。更に、燃料供給装置
２には、燃料フィルタ１２の直後に燃料メインチューブ
１０から枝分かれした燃料始動チューブ１９．燃料が逆
流するのを防ぐ逆止弁２０゜燃料貯蔵タンク２１．始動
噴射弁２２が設Ｃノられていて、サージタンク２３内に
始動噴射弁２２から混合燃料を噴射するよう構成されて
いる。

また、デリバリパイプ１６の一端には、デリバリパイプ
１６内の燃料圧力を一定に保持する主燃圧レギュレータ
２５が倫えられ、この主燃圧レギュレータ２５を介して
、デリバリパイプ１６と燃料タンク８とが燃料リターン
デユープ２６により接続されている。更に、始動用混合
燃料をデリバリパイプ１６内の混合燃料より所定圧高く
保持する始動燃圧レギュレータ２７が燃料貯蔵タンク２
１に僅えられ、この始動燃圧レギュレータ２７を介して
、燃料貯蔵タンク２１とデリバリパイプ１６とが中継チ
ューブ２８により接続されている。また、パルセーショ
ンダンパ１４の手前には電磁弁が２０が備えられていて
、始動時には、この電磁弁２９が閉じられる。これによ
り、始動用混合燃料は始動燃圧レギュレータ２７によっ
て所定圧に保たれる。

尚、パルセーションダンパ１４は燃料圧力の脈動を減衰
させるものであり、す゛−ジタンクは２３は吸気の脈動
を防止し、エンジン１の各気筒に吸気を分配するもので
ある。また、主唱０」弁１８゜始動噴射弁２２及び電磁
弁２９　′、５は、各々、ｉＩｌ制御装置６に電気的に
接続されており、噴射タイミングや開弁時間等が制御さ
れる。この制御装置６は、接続されたキースイッチ３０
がオンされた時に動作する。次に、この制′１ｎ装置６
について説明する。

第２図は、制御装置６を表わすブロック図である。

制御装置６は、第２図に示すように、周知のＣＰＵ６１
．ＲＯＭ６２．ＲＡＭ６３を論理演韓回路の中心として
溝成さ′れ、外部との人出ツノを行なう入出力回路、こ
こでは外部入力回路６５．駆動出力回路６６等とをコモ
ンバス６７を介して相互に接続され構成されている。こ
の外部入力回路６５には、キースイッチ３０等が接続さ
れていて、キースイッチ３０の状態がＣＰＵ６１に読み
取られる。また、駆動出力回路６６には、燃料ポンプ１
５、主噴射弁１８．始動噴射弁２２．電磁弁２９等が接
続されていて、各々、ＣＰＵ６１により駆動される。次
に上記制御装置６にＪ：り実行される内燃機関の始動時
の動作を第３図に示すフロヂャ−１〜及び第４図に示す
タイミングチャートを用いて説明する。

第３図の７０チヤートは、運転者によりキースイッチ３
０がイグニション開始の位置まで操作された時にＣＰＵ
６１が実行する「始動時燃料噴射制御ルーチン」の処理
を表わし、第４図のタイミングチャー１〜は、その時の
電磁弁２９．燃料ポンプ１５．主噴射弁１８及び始動噴
射弁２２の動作タイミングを表わしている。尚、本制御
ルーチンは、始動時の処理を示ずもので市って、始動後
の処理は他の制御ルーチンで実行される。まず、キース
イッチ３０がイグニション開始の位置まで操作されると
（第４図イグニション出力信号）、本制御ルーチンはス
テップ１００から実行される。

ステップ１００では、始動後に主噴射弁１８からクラン
ク角に応じて燃わｌ噴射される処理を禁止する処理であ
る主噴射弁１８聞か禁止マスク処理を実行したり、本制
御ルーチンの各ステップで使用される各変数を初期値に
戻したり、後述される設定時間ｔ＠ＲＯＭ６２から読み
込んでその値ｔをＲＡＭ６３に出き込む等の所謂初期設
定を実行する。続くステップ１１０では、ＣＰＵ６１は
、電磁弁２９を閉じるべく駆動出力回路６６を介して電
磁弁２９閉弁信号を出力する（第４図電磁弁２９閉弁信
号）。続くステップ１２０では、運転者によりキースイ
ッチ３０が更にスタータオンの位置まで操作されて、ス
タータ出力信号がオンとなったか否かが判断される。こ
のスタータ出力信号は、外部入力回路６５を介して読み
込まれる。通常、始動時には、運転者はキースイッチ３
０をイグニション開始の位置とした後、更に、スタータ
オンの位置まで操作するが、この操作がなされた時、ス
タータ出力信号はオンとなり（第４図スタータ出力信号
）、ステップ１２０での判断は始めてｒＹＥｓＪとなっ
て処理はステップ１３０に移行する。

ステップ１３０では、燃料ポンプ１５を駆動して燃料タ
ンク８内の混合燃料を圧送すべくＣＰｔＪ６１は駆動出
力回路６６を介し、燃料ポンプ１５に燃料ポンプ１５駆
動信号を出力する（第４図燃料ポンプ駆動信号）。この
時、電磁弁２９は閉じられているので、混合燃料は燃料
始動デユープ１９、逆止弁２０を介し燃料貯蔵タンク２
１のみに圧送される。ここで、燃料貯蔵タンク２１内の
混合燃料は、胎動燃圧レギュレータ２７によりデリバリ
パイプ１６内の混合燃料より所定圧だけ高く保持されて
いる。

続くステップ１４０では、スタータ出力信号がオンとな
ってから予め定められた所定時間ｔが経過したか否かを
判断する。この所定時間ｔは、混合燃料圧力が所定圧に
落石くまでの時間である。

所定時間ｔを経過していなければ判断はｒＮＯＪとなり
、所定時間ｔを経過づるまでウェイトをかけることにな
る。所定時間ｔを経過すると判断は初めてｒＹＥｓＪと
なって、処理は次のステップ１５０に進む。ここで所定
時間ｔのｉｔ測手段としては、タイマーを設けて実現す
ることもできるし、ソフトでプログラムを組んで計測す
ることもできる。

所定時間を経過後に実行されるステップ１４５では、主
噴射弁１８の開弁禁止マスクが解除される。これにより
、主噴射弁１８は、クランク角に基づいて割込み処理さ
れる図示しない主燃料噴射量制御ルーチンにより制御さ
れ、クランク角に阜づいて燃料噴射を実行することにな
る。これを第４図のタイミングチャートでは、主噴射弁
１８出力信号をオンとして示しておる（第４図主噴射弁
１Ｂ出力信＠）。

続くステップ１５０では、始動噴射弁２２を開弁じて（
第４図胎動噴射弁２２出力信号）、混合燃料をエンジン
１内に噴射する。この時、始動噴射弁２２から噴射され
る混合燃料は、胎動燃圧レギュレータ２７によって、主
噴射弁１８から噴射される混合燃料より所定圧だけ高く
保持されている。

ステップ１６０では、エンジン１が始動後、運転者がキ
ースイッチ３０を操作してイグニションの位置まで戻し
、スタータ出力信号をオフするまでウェイトをかけ、ス
タータ出力信号がオフになって（第４図スタータ出力信
号）初めて処理は次のステップに進む。

ステップ１７０ないし１８０では、まずステップ１７０
において、始動噴射弁２２を閉じるべく始動噴射弁２２
出力信号をオフしく第４図胎動噴射弁２２出力信号）、
続くステップ１８０において、電磁弁２９を開弁するた
めに電磁弁２９聞弁償号をオフして（第４図電磁弁２９
閉弁信号）、処理は［１又ＥＴＵＲＮＪに象り本制御ル
ーチンを終える。

以上詳細にぶ（明した本実施例の内燃機関の燃料噴０１
菰首によれば、スタータがオンされている所謂クランキ
ングの間、電磁弁２９が閉じられているので始動噴射弁
２２から噴射される混合燃料は、主ｌイ］射弁１Ｂから
噴射される混合燃ｒ３＋より所定圧だ【プ高く保持され
ている。これにより、高圧の燃料貯蔵タンク２１から低
圧のサージタンク２３に噴射される混合燃料は、減圧沸
騰によって霧化される。従って、気化しにくいアルコー
ルも容易に気化することになるので、始動性を良くする
ことができ、早朝時や寒冷時においてもエンジン１の始
動時間を短くすることができる。

尚、本実施例の内燃機関の燃料噴射装置においては、電
磁弁２９及び始動燃圧レギュレータ２７を用いて燃料貯
蔵タンク２１内の混合燃料の圧力をプリパワパイプ１６
内の混合燃料より所定圧高くするよう構成したが、燃料
ポンプ１５を２個用いて、各々、燃料貯蔵タンク２１内
、デリバリパイプ１６内の混合燃料を所定圧に維持する
よう構成してもにい。

次に、第２発明実施例について説明する。

第５図は第１発明実施例の内燃機関の燃料噴射装置を示
す概略構成図を表わしている。第５図に示す本実施例の
内燃機関の燃１３１噴射装置は、第１図に示す内燃機関
の燃料噴射装置に、エンジン１の冷却水温の温度を検出
する冷却水温センサ３５、燃料タンク８内の混合燃料の
アルコール濃度ｉ度を検出するアルコール濃度センサ３
６を追加したものであり、各々、制御装置６に電気的に
接続されている。また、始動噴射か２２は複数個取り付
けることができるよう構成されていて、本実施例では２
個の始動噴ｑ１弁２２が取り付けられている。

尚、本実施例の内燃機関の燃料噴射装置の構成部品番号
は、第１発明の実施例の内燃機関の燃１１噴射装置（第
１図）の構成部品番号と同じ番号を付している。本実施
例の内燃機関の燃料噴Ｑ′ｊ装置は、冷却水温センサ３
５により検出されるエンジン１の温度、アルコール濃度
センサ３６により検出される混合燃料のアルコール濃度
によって始動噴射弁２２の開弁数を決定し、混合燃料を
サージタンク２３内に噴射する。この始動噴射弁′２２
の開弁数の決定や主噴射弁１８の噴射等は制御装置６に
より実行される。次に、この制御装置６について説明す
る。

第６図、制御装置６を表わすブロック図である。

この制御装置６は、第２図に示す制御装置６に外部入力
として、冷却水温セン１ノ３０及びアルコール濃度セン
リー３１を追加して接続したものである。

上記制御装置６より実行される内燃）人間の始動時の動
作を第７図に示づフローチ嘗・−１〜及び第８図に示す
タイミングチャートを用いて説明する。

本実施例にお（ブる「始動時燃料噴射制御ルーチン」は
、第７図に示すように、第３図に示す第１発明実施例の
「始動時燃料噴射制御ルーチン」のスタッブ１００とス
テップ］１０の間に、ステツプ１０２．１０４，１０６
を追加・挿入したことを除いて仙は同一である。従って
、ステップ１０２．１０４，１０６以外の各処理には同
一のステップ番号を付しである。また、第８図のタイミ
ングチｐ−トは、本実施例の制御装置６が実行する動作
タイミングを表わしていて、第４図に示す第１発明実施
例のタイミングチャートと同じ動作タイミングを表わし
ている。

本実施例における「胎動時燃わ１噴射制す１１ルーヂン
」は、キースイッチ３０が操作されてイグニション出力
信号がオンになると、まず、ステップ１００から実行さ
れる。ステップ１００の初期設定の処理を終えると、続
くステップ１０２ないし１０６にＪ３いて、エンジン１
の冷却水温及び燃料タンク８内の混合燃オ６１のアルコ
ール濃度に応じて始動噴射弁２２の開弁数を１個にする
か２個にするかを決定する処理を実行する。

まず、ステップ１０２では、エンジン１の冷却水温を冷
却水温センサ３５により検出する。続くステップ１０４
では、燃料タンク８内の混合燃料のアルコール濃度をア
ルコール濃度センサ３６により検出する。この検出され
た冷却水温及びアルコール濃度を、ＲＯＭ６２に予め出
き込まれたデータと比較することにより胎動噴射弁２２
の開弁数を決定する（ステップ１０６）。本実施例で（
ｊｌ、冷却水温が所定値より低い時、あるいは、アルコ
ール濃度が所定値より高い時胎動噴射弁２２の開弁数を
２個にして、始動時に始動ｒｎ射弁２２がら噴射される
混合燃料量を多くしている。

上記ステップ１０２ないし１０６の処理を終えると、続
くステップ１１０ないし１４０において、処理は第３図
に示す第１発明実施例の「始動１．１燃料噴射制御ルー
チン」のステップ１１０ないし１４５の処理と同じ処理
を実行した後、ステップ１５０では、上記ステップ１０
６で決定された始動噴射弁２２の開弁数の始動噴射弁２
２を開弁するべく始動噴射弁２２出力信号をオンにする
と共に、主噴射弁出力信号をオンにして主噴射弁１８を
開弁する。

ステップ１５０の処理を終えると、本制御ルーチンは、
以下に続くステップ１６０ないし１８０を実行して処理
を終える。

以上説明した本実施例の内燃機関の燃料噴射装置は、第
１図に示した内燃機関の燃おｌ噴射と同じ効果を有する
他、エンジン１の冷却水温が所定値より低い時、あるい
は、燃料タンク８内のアルコール濃度が所定値より高い
時に始動噴射弁２２の開弁数を１個から２個に増加して
いる。従って、早朝時や寒冷時等の、あるいは、アルコ
ール濃度が高い時の気化しにくい条件の時程、混合基お
ｌ噴射回は増加される。これにより、早朝時や寒冷時で
も、あるいは、アルコール濃度が高いとぎでも始動性は
悪化することはなく、エンジン１の始動を短くすること
ができる。しかも、アルコールが気化しやすい状態の１
１４には混合基わ１噴射罪を少なくしているので燃費の
節約にもなる。

発明の詳細 な説明したように、第１．第２の発明の内燃機関の燃′
１１噴射装置によれば、アルコール混合基Ａ′ミ１を用
いた内燃機関の低温始動性を良好に保つことができると
いう優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明実施例の内燃機関の燃料噴ｆＪＪ装置
を示す概略構成図、第２図は同じくその実施例の制御装
置６を示すブロック図、第３図は同じ〈実施例の制御装
置６の実行する処理を表わすフロチャート、第４図は同
じ〈実施例の動作タイミングを表わすタイミングチャー
ト、第５図は第１発明実施例の内燃機関の燃１１噴射装
置を示丈ＮＩ８構成図、第６図は同じくその実施例の制
御装置６を示すブロック図、第７図は同じ〈実施例の制
御装置６の実行する処理を表わすフロヂ℃／−１〜、第
８図は同じ〈実施例の動作タイミングを表わすタイミン
グチｐ−ト、である。 １・・・エンジン ２・・・塩１１供給装置 ６・・・制御装置 １８・・・主噴射弁 ２２・・・始動噴射弁 ２５・・・主燃圧レギュレータ ２７・・・始動燃圧レギュレータ ２９・・・電磁弁 ３０・・・二１−二一スイッチ ３５・・・冷却水温ゼンリ−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関にアルコール混合燃料を噴射する内燃機
   関の燃料噴射装置において、 内燃機関に燃料噴射を行なう主噴射弁に所定圧力の上記
   燃料を圧送する主燃圧レギュレータと、始動時に燃料噴
   射を行なう始動噴射弁に上記所定圧力より高い所定圧力
   の上記燃料を圧送する始動燃圧レギュレータと、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
2. （２）内燃機関にアルコール混合燃料を噴射する内燃機
   関の燃料噴射装置において、 内燃機関に燃料噴射を行なう主噴射弁に所定圧力の上記
   燃料を圧送する主燃圧レギュレータと、始動時に燃料噴
   射を行なう複数個の始動噴射弁に上記所定圧力より高い
   所定圧力の上記燃料を圧送する始動燃圧レギュレータと
   、 上記燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検
   出手段と、 上記内燃機関の温度を検出する内燃機関温度検出手段と
   、 上記アルコール濃度検出手段により検出された上記アル
   コール濃度及び上記内燃機関温度検出手段により検出さ
   れた上記内燃機関の温度に基づいて上記複数個の始動噴
   射弁の開弁数を決定する始動噴射弁数決定手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。