JP2765153B2 - 燃料噴射弁の補助空気制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、燃料噴射弁のノズルの周囲に補助空気を供
給することで、燃料の霧化を促進させる燃料噴射弁の補
助空気制御装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、エンジンの未暖機状態においては、燃料噴射
弁からの燃料の霧化が不充分であるため、燃焼率におい
て混合気の着火性が悪化する。このため、例えば、特開
昭57−176339号公報では、燃料噴射弁のノズルの周囲に
補助空気を供給し、燃料の霧化を促進させることで着火
性の向上を図る技術が開示されている。

これは、内燃機関に燃焼用空気を供給する主吸気通路
の他に、主吸気通路内のスロットルバルブをバイパスし
て燃料噴射弁のノズルの周囲に補助空気を供給する副吸
気通路と、該副吸気通路を開閉する開閉弁とを設け、エ
ンジンの運転状態に応じて、燃料噴射弁のノズルの周囲
に補助空気を供給するものである。

また、このように燃料の霧化を促進させて微粒化する
ことにより、排気ガス中に含まれる有害成分（HC、CO
等）を減少させることができる。

［発明が解決しようとする課題］ 実際には、多気筒内燃機関の場合、燃料噴射弁が各気
筒毎に取り付けられているため、副吸気通路は、開閉弁
の下硫より各燃料噴射弁毎へ分岐して配管されている。

従って、例えば、分岐通路が詰まったり、分岐通路に
穴が開いたりして空気が流れなくなると、燃料の霧化の
促進が阻害されるばかりでなく、排気ガス中の有害成分
が増加することになる。

ところが、従来では、分岐通路の詰まりや、穴が開い
たこと等の異常を検出する装置が発明されていなかっ
た。

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目
的は、分岐通路の詰まりや、穴が開いたこと等の異常を
検出することのできる燃料噴射弁の補助空気制御装置を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手
段を採用する。

内燃機関の燃焼室に連通し、内部にスロットルバルブ
が設けられた主吸気通路と、前記スロットルバルブより
下流の前記主吸気通路に設けられた燃料噴射弁と、前記
スロットルバルブをバイパスして、前記燃料噴射弁のノ
ズルの周囲に補助空気を供給するための副吸気通路と、
該副吸気通路に介在されて、該副吸気通路を開閉する開
閉手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する検出手段
を備え、該検出手段の検出値に応じて前記開閉手段の開
閉制御を行う制御手段と、前記内燃機関が特定の運転状
態で、前記開閉手段の開作動と閉作動とを強制的に切換
える切換手段と、該切換手段の作動時における前記検出
手段の検出値に基づいて前記副吸気通路と前記開閉手段
との少なくともいずれか一方の異常を判断し、異常信号
を発生する異常信号発生手段とを備える。

［作用］ 上記構成よりなる本発明は、内燃機関の特定の運転状
態の時に、開閉手段の開閉作動を強制的に行って副吸気
通路を開閉する。このとき、開閉手段の開作動と閉作動
との切換時における検出手段の検出値の大きさに基づい
て、装置に異常が生じたか否かを判断する。異常時に
は、異常信号に基づいて異常時の制御を行う。

［発明の効果］ 上記作用を有する本発明によれば、内燃機関が特定の
運転状態の時に、開閉手段の開閉作動に伴う検出手段の
検出値に基づいて、装置の異常を判断し、異常信号を発
生することができる。

従って、装置の異常を早期に解決することができ、排
気ガス中における有害成分の増加を防止することができ
る。

［実施例］ 次に、本発明の燃料噴射弁の補助空気制御装置を図面
に示す一実施例に基づき説明する。

第１図は燃料噴射弁の補助空気制御装置の概略全体図
である。

燃料噴射弁の補助空気制御装置（以下、本装置と呼
ぶ）１は、エンジン（本発明の内燃機関）２の燃焼室３
に燃焼用空気を供給するための主吸気通路４と、該主吸
気通路４の燃焼室３寄りに配設された燃料噴射弁５のノ
ズルの周囲に補助空気を供給するための副吸気通路６と
を備える。この副吸気通路６は、主吸気通路４に対し
て、主吸気通路４内に配設されたスロットルバルブ７を
バイパスして設けられている。

副吸気通路６には、該副吸気通路６を開閉するため
に、制御回路（本発明の制御手段）８を介して通電制御
される電磁弁（本発明の開閉手段）９が介在されてい
る。なお、電磁弁９は、通電時に開弁し、通電が停止さ
れた際に閉弁する。

副吸気通路６は、エンジン２の気筒数に応じて配設さ
れた各燃料噴射弁５にそれぞれ補助空気を供給するた
め、電磁弁９の下流より分岐して配管されている。

制御回路８は、エンジン冷却水温を検出する水温セン
サ10、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサ1
1、および吸入空気量を検出するエアフローメータ12な
ど、エンジン２の運転状態を検出するための各検出手段
を備え、該各検出手段の検出値に応じて、前記電磁弁９
を通電制御する。

なお、エンジン２の暖機運転中における電磁弁９の通
電制御は、エンジン冷却水温に基づいて行われる。例え
ば、水温センサ10による検出値が40℃未満の場合に電磁
弁９への通電を行い、40℃以上の場合に通電が停止され
る。

本実施例の制御回路８には、特に、副吸気通路６の分
岐通路6aが詰まった場合の異常を判断するためのプログ
ラムが設定されている。

制御回路８によって異常と判断された場合には、運転
席の計器パネル等（図示しない）に設けられた警報ラン
プ（図示しない）を点灯させて、使用者にその旨を知ら
せることができる。

以下に、異常を判断するための制御回路８の作動を、
第２図に示すフローチャートを基に説明する。

まず、ステップS1で、水温センサ10による検出値が80
℃以上であるか否かを判断する。

ステップS1の判断結果がYESの場合には、ステップS2
で、トランスミッション（図示しない）がニュートラル
であるか否かを判断する。ステップS2の判断結果がYES
の場合には、ステップS3で、アイドリング状態であるか
否かを判断する。ステップS3の判断結果がYESの場合に
は、ステップS4で、エンジン回転数Neが安定しているか
否かを判断する。ステップS4の判断結果がYESの場合に
は、ステップS5で、電磁弁９への通電を強制的に所定時
間（例えば５秒間）行い（切換手段）、ステップS6に進
む。

なお、ステップS1、ステップS2、ステップS3、および
ステップS4の判断結果がそれぞれNOの場合には、そのま
まプログラムを終了する。

ステップS6では、電磁弁９への通電を行う所定秒間に
おける最高エンジン回転数maxNeが、あらかじめ設定さ
れた設定値αより小さいか否かを判断する。

ステップS6の判断結果がYESの場合には、ステップS7
で、異常であると判断して警報ランプへの通電を行う
（異常信号発生手段）。また、ステップS6の判断結果が
NOの場合には、正常と判断してプログラムを終了する。

次に、本実施例の作動について説明する。

エンジン２の暖機運転中において、燃料噴射弁５から
の燃料の霧化を促進させて燃焼室３における混合気の着
火性を向上させるため、エンジン冷却水温が40℃未満の
場合には、電磁弁９が通電されて副吸気通路６を開口
し、各燃料噴射弁５のノズルの周囲に補助空気が供給さ
れる。

制御回路８では、副吸気通路６の分岐通路6aが詰まっ
た場合の異常を検出するために、暖機運転終了後（通
常、電磁弁９が閉じている領域）に、以下の作動が行わ
れる。

エンジン冷却水温が80℃以上で、ニュートラルおよび
アイドリング状態であり、且つ、エンジン回転数Neが安
定している場合に、電磁弁９への通電を所定秒間だけ行
う。これによって副吸気通路６が開かれ、分岐通路6aを
介して各燃料噴射弁５のノズルの周囲に補助空気が供給
されるため、エンジン回転数Neが上昇する。

このとき、例えば、分岐通路6aの１本が詰まっている
場合には、その文だけ補助空気が供給されなくなるた
め、エンジン回転数Neの上昇は抑えられる。

従って、副吸気通路６が開かれる所定秒間における最
高エンジン回転数maxNeが、あらかじめ設定された設定
値α以上であれば、異常なしと判断されて警報ランプは
点灯しない。ところが、最高エンジン回転数maxNeが設
定値α未満の時には、上述のように分岐通路6aに詰まり
の異常が生じたものと判断し、異常信号を発生して、警
報ランプへの通電が行われる。

このように、本装置１に異常が生じたと判断された場
合には、異常信号を発生して警報ランプを点灯させ、そ
の旨を使用者に知らせることができるため、本装置１の
異常を早期に解決することができる。その結果、排気ガ
ス中における有害成分の増加を防止することができる。

なお、警報ランプを点灯させるだけでなく、次回から
は、電磁弁９に通電する際に同時にスロットルバルブ７
を少し多めに駆動したり、図示されない他のバイパス通
路から補助空気を送り込んでやることにより、排気ガス
成分の悪化を防止するようにしても良い。

上記実施例では、エンジン２の暖機運転中における燃
料噴射弁５からの燃料の霧化を促進させるため、エンジ
ン冷却水温が40℃未満の場合に電磁弁９への通電を行う
ようにしたが、40℃に限定する必要はない。または、常
に電磁弁９への通電を行い、異常を検出する際のみ所定
時間だけ電磁弁９への通電を停止するようにしても良
い。この時は、電磁弁９の通電時におけるエンジン回転
数と、通電停止時におけるエンジン回転数とを差を求
め、その値が設定値未満の時に異常と判断される。

また、最高エンジン回転数maxNeが設定値α未満の時
に異常と判断したが、上記のように、電磁弁９の通電時
におけるエンジン回転数と、通電停止時におけるエンジ
ン回転数との差を求め、その値が設定値未満の時に異常
と判断しても良い。

異常を検出する際の制御回路８の作動で、冷却水温が
80℃以上か否かの判断を行ったが、これは、スロットル
バルブ７をバイパスして設けられるエアバルブの影響を
考慮したものであり、必ずしも80℃に限定する必要はな
い。

制御回路８による異常を検出する際に、設定値αと比
較する本発明の検出手段として、エンジン回転数を検出
するエンジン回転センサ11を示したが、主吸気管内圧
力、吸入空気量、またはエンジントルクなどのエンジン
２の運転状態を検出して、設定値と比較しても良い。

警報ランプの代わりに、ブザーを鳴らしたり、文字や
絵等を表示して異常を知らせても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は燃料噴射弁の補助空気制御装置の概略全体図、
第２図は制御回路の作動を示すフローチャートである。 図中 １……燃料噴射弁の補助空気制御装置 ２……エンジン（内燃機関） ３……燃焼室 ４……主吸気通路 ５……燃料噴射弁 ６……副吸気通路 ７……スロットルバルブ ８……制御回路（制御手段） ９……電磁弁（開閉手段） 11……エンジン回転センサ（検出手段）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 41/22 F02D 45/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）内燃機関の燃焼室に連通し、内部に
   スロットルバルブが設けられた主吸気通路と、 （ｂ）前記スロットルバルブより下流の前記主吸気通路
   に設けられた燃料噴射弁と、 （ｃ）前記スロットルバルブをバイパスして、前記燃料
   噴射弁のノズルの周囲に補助空気を供給するための副吸
   気通路と、 （ｄ）該副吸気通路に介在されて、該副吸気通路を開閉
   する開閉手段と、 （ｅ）前記内燃機関の運転状態を検出する検出手段を備
   え、該検出手段の検出値に応じて前記開閉手段の開閉制
   御を行う制御手段と、 （ｆ）前記内燃機関が特定の運転状態で、前記開閉手段
   の開作動と閉作動とを強制的に切換える切換手段と、 （ｇ）該切換手段の作動時における前記検出手段の検出
   値に基づいて前記副吸気通路と前記開閉手段との少なく
   ともいずれか一方の異常を判断し、異常信号を発生する
   異常信号発生手段と を備えた燃料噴射弁の補助空気制御装置。