JPH06147062A - Fuel injection system of internal combustion engine - Google Patents
Fuel injection system of internal combustion engineInfo
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- JPH06147062A JPH06147062A JP30529492A JP30529492A JPH06147062A JP H06147062 A JPH06147062 A JP H06147062A JP 30529492 A JP30529492 A JP 30529492A JP 30529492 A JP30529492 A JP 30529492A JP H06147062 A JPH06147062 A JP H06147062A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射装置
に関するもので、特に、スロットルバルブの上流側の吸
入空気の一部を燃料噴射弁の噴孔部近傍に供給すること
で、噴射燃料の微粒化を促進して、排ガス中の有害成分
を低減するようにした燃料噴射装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine, and more particularly, to a part of intake air on the upstream side of a throttle valve is supplied to the vicinity of a nozzle hole of the fuel injection valve to inject fuel The present invention relates to a fuel injection device that promotes atomization and reduces harmful components in exhaust gas.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から内燃機関の空気系に燃料噴射弁
から燃料を噴射して、その運転状態を制御する燃料噴射
装置が広く実施されており、このような燃料噴射装置で
は、内燃機関の燃焼状態の悪化によって排ガス中の有害
成分が増加するのを防止するために、噴射された燃料の
微粒化をより促進する技術が強く要望されている。そこ
で、この要望に応じて、例えば、特公昭57−5462
4号公報、或いは実開昭58−1662262号公報に
記載の燃料噴射装置が提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel injection device for injecting fuel into an air system of an internal combustion engine by injecting fuel from a fuel injection valve and controlling the operating state thereof has been widely used. There is a strong demand for a technique that further promotes atomization of the injected fuel in order to prevent the harmful components in the exhaust gas from increasing due to the deterioration of the combustion state. Therefore, in response to this request, for example, Japanese Patent Publication No. 57-5462.
The fuel injection device described in Japanese Utility Model Publication No. 4 or Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 58-1662622 is proposed.
【0003】これらの燃料噴射装置は、内燃機関の吸気
系において、スロットルバルブの上流側と燃料噴射弁の
噴孔部近傍とをエア管路で連結するとともに、このエア
管路にエア制御弁を設け、例えば、内燃機関のアイドル
運転時等のように、燃料噴射弁から噴射される燃料の十
分な微粒化が期待できないときには、燃料噴射にほぼ同
期して前記エア制御弁を開閉制御するように構成されて
いる。したがって、このアイドル運転時等では、エア制
御弁の開閉に伴い、スロットルバルブの上流側の大気圧
に近い吸入空気の一部が、燃料噴射にほぼ同期した時間
にエア管路を経て噴孔部近傍に供給され、噴射された燃
料に衝突してその微粒化を促進する。In these fuel injection systems, in the intake system of an internal combustion engine, the upstream side of the throttle valve and the vicinity of the injection hole of the fuel injection valve are connected by an air pipe, and an air control valve is connected to this air pipe. Provided so that when the fuel injected from the fuel injection valve cannot be expected to be sufficiently atomized, for example, during idle operation of the internal combustion engine, the air control valve is controlled to open and close almost in synchronization with the fuel injection. It is configured. Therefore, at the time of this idle operation or the like, as the air control valve is opened / closed, a part of the intake air near the atmospheric pressure on the upstream side of the throttle valve passes through the air pipe line at a time substantially in synchronism with the fuel injection, and the injection hole portion. It is supplied to the vicinity and collides with the injected fuel to promote its atomization.
【0004】以上のようにこれらの技術は、燃料微粒化
を目的としている。また一方で、実開昭62−4775
7号公報、或いは特開平2−75758号公報に記載の
燃料噴射装置のように、高速・高負荷時にエア供給を遮
断・或いは過度運転状態時にエア供給を遮断するものが
提案されているが、これらはいずれも、車両,エンジン
性能面からみたエア制御弁の制御方法に関する考案であ
る。As described above, these techniques are aimed at atomizing the fuel. On the other hand, the actual exploitation Sho 62-4775
A fuel injection device such as the fuel injection device described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-75758 or Japanese Patent Laid-Open No. 2-75758 has been proposed, which cuts off the air supply at a high speed and a high load, or cuts off the air supply during an excessive operation. All of these are ideas regarding the control method of the air control valve in terms of vehicle and engine performance.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ここで燃料噴射装置の
信頼性について考えてみると、吸気管に配設された燃料
噴射装置には経時とともにカーボン等のデポジットが付
着し、噴霧特性が低下するという問題が潜在的にある。
そしてこのデホジット原因の一つが内燃機関の吸気弁と
排気弁が共に開弁するバルブオーバーラップ期間中の燃
焼後のガスの吸気通路側への吹き返しである。特に低速
・高負荷においてはこの吹き返しが強く吸気の逆流現象
として現れる。この強い吹き返し、即ち燃焼後ガスの逆
流は、噴孔部近傍へエアを供給しようとする装置におい
てはエア管路への逆流となり、エア管路のカーボンデポ
ジットの付着による詰まりという不具合につながる。Considering the reliability of the fuel injection device, deposits such as carbon adhere to the fuel injection device provided in the intake pipe with time, and the spray characteristics deteriorate. There is a potential problem.
One of the causes of this dehodge is the blowback of the gas after combustion during the valve overlap period in which both the intake valve and the exhaust valve of the internal combustion engine open to the intake passage side. Especially at low speed and high load, this blowback is strong and appears as a backflow phenomenon of intake air. This strong blow-back, that is, the backflow of the gas after combustion, becomes a backflow to the air pipe in the device that attempts to supply air to the vicinity of the injection hole portion, leading to a problem that the air pipe is clogged due to adhesion of carbon deposits.
【0006】前記従来技術は、燃料の微粒化という観点
のみあるいは、燃料微粒化と車両・エンジン性能の両立
という観点の考案であるが、本発明では微粒化に加えて
上述の燃焼後ガスのエア管路への逆流を予防することを
目的としている。The above-mentioned prior art is devised only from the viewpoint of atomizing the fuel or from the viewpoint of satisfying both the atomization of the fuel and the performance of the vehicle / engine. The purpose is to prevent backflow into the pipeline.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明にかかる
内燃機関の燃料噴射装置は、図1に示すように、内燃機
関M1の運転状態を検出する運転状態検出手段M2と、
前記内燃機関M1の吸気系に設けられ、前記運転状態検
出手段M2にて検出された前記内燃機関M1の運転状態
に応じて、所定量の燃料を前記吸気系に噴射する燃料噴
射手段M3と、前記吸気系を流れる吸入空気の一部を、
スロットルバルブを迂回して前記燃料噴射手段M3の噴
射箇所近傍に供給するエア管路M4と、前記エア管路M
4に設けられて、前記エア管路M4を連通または遮断す
る開閉手段M5と、前記運転状態検出手段M2の検出に
基づき前記内燃機関M1が低速・高負荷運転中のときに
前記開閉手段M5を閉塞状態に保持する開閉制御手段M
6とを具備するものである。As shown in FIG. 1, an internal combustion engine fuel injection system according to a first aspect of the present invention includes an operating state detecting means M2 for detecting an operating state of the internal combustion engine M1.
A fuel injection unit M3 that is provided in the intake system of the internal combustion engine M1 and injects a predetermined amount of fuel into the intake system according to the operating state of the internal combustion engine M1 detected by the operating state detection unit M2; Part of the intake air flowing through the intake system,
An air conduit M4 that bypasses the throttle valve and is supplied near the injection point of the fuel injection means M3, and the air conduit M
4, an opening / closing means M5 that connects or disconnects the air conduit M4, and the opening / closing means M5 when the internal combustion engine M1 is operating at low speed / high load based on the detection of the operating state detecting means M2. Opening / closing control means M for holding the closed state
And 6 are provided.
【0008】請求項2の発明にかかる内燃機関の燃料噴
射装置は、前記開閉手段M5を内燃機関M1が低速・高
負荷運転中でかつ吸・排気弁がともに開弁しているバル
ブオーバーラップ期間中に閉塞状態に保持するものであ
る。In the fuel injection system for an internal combustion engine according to a second aspect of the present invention, a valve overlap period in which the opening / closing means M5 is operating during low speed / high load operation of the internal combustion engine M5 and both intake and exhaust valves are open. It keeps the inside closed.
【0009】[0009]
【作用】請求項1の発明においては、運転状態検出手段
M2に検出された内燃機関M1の運転状態が低速・高負
荷時は開閉制御手段M6により開閉手段M5が閉塞され
る為エア管路M4の連通が断られ、バルブオーバーラッ
プ時の燃焼後ガスのエア管路M4への逆流が防止でき、
結果としてエア管路のカーボンデポジットによる詰まり
が防止できる。請求項2の発明においては、内燃機関M
1が低回転・高負荷運転中でかつ吸・排気弁がともに開
弁しているバルブオーバーラップ期間中にのみ開閉手段
M5を閉塞状態に保持する為、微粒化の為のエア供給も
最大限行え、燃焼後ガスのエア管路M4への逆流も防止
でき、エア管路のカーボンデポジットによる詰まりが防
止できる。In the invention of claim 1, when the operating condition of the internal combustion engine M1 detected by the operating condition detecting means M2 is low speed / high load, the opening / closing means M5 is closed by the opening / closing control means M6, so that the air conduit M4. Of the gas after combustion at the time of valve overlap can be prevented from flowing back to the air pipe M4.
As a result, it is possible to prevent clogging of the air pipeline due to carbon deposits. In the invention of claim 2, the internal combustion engine M
No. 1 keeps the opening / closing means M5 in the closed state only during the valve overlap period when the low rotation / high load operation and the intake / exhaust valves are both open, so the air supply for atomization is maximized. Therefore, it is possible to prevent backflow of the gas after combustion to the air pipeline M4, and it is possible to prevent clogging of the air pipeline due to carbon deposit.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明の内燃機関の燃料噴射装置をエ
ンジンの燃料噴射装置に具体化した一実施例を説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the fuel injection device for an internal combustion engine of the present invention is embodied as a fuel injection device for an engine will be described below.
【0011】図2は本発明の一実施例であるエンジンの
燃料噴射装置のシステム構成図である。図2に示すよう
に、エンジンの燃料噴射装置1は、エンジン2、エアミ
クスチャ装置3、及びこれらをマイクロコンピュータ等
でプログラム制御する電子制御装置(以下、単に「EC
U」という)4から構成されている。エンジン2は、シ
リンダ5、ピストン6、及びシリンダヘッド7から燃焼
室8を形成し、この燃焼室8には点火プラグ9が配設さ
れている。エンジン2の吸気系は、前記燃焼室8に対し
吸気バルブ10を介して連通する吸気ポート11と吸気
管12、吸入空気の脈動を吸収するサージタンク13、
吸入空気量を調整するスロットルバルブ14、及びエア
クリーナ15から構成される。前記エンジン2の排気系
は、前記燃焼室8に対し排気バルブ18を介して連通す
る排気ポート19と排気管20、及び触媒コンバータ2
1から構成されている。FIG. 2 is a system configuration diagram of an engine fuel injection apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, an engine fuel injection device 1 includes an engine 2, an air mixing device 3, and an electronic control device (hereinafter, simply referred to as “EC
U ”). The engine 2 forms a combustion chamber 8 from a cylinder 5, a piston 6 and a cylinder head 7, and an ignition plug 9 is arranged in the combustion chamber 8. The intake system of the engine 2 includes an intake port 11 and an intake pipe 12 that communicate with the combustion chamber 8 through an intake valve 10, a surge tank 13 that absorbs pulsation of intake air,
It is composed of a throttle valve 14 for adjusting the intake air amount and an air cleaner 15. The exhaust system of the engine 2 includes an exhaust port 19 communicating with the combustion chamber 8 via an exhaust valve 18, an exhaust pipe 20, and a catalytic converter 2.
It is composed of 1.
【0012】前記エンジン2の点火系は、点火に必要な
高電圧を出力するイグナイタ22、及び図示しないクラ
ンク軸に連動して前記イグナイタ22で発生した高電圧
を点火プラグに分配供給するディストリビュータ23よ
り構成されている。The ignition system of the engine 2 includes an igniter 22 that outputs a high voltage required for ignition, and a distributor 23 that supplies the high voltage generated by the igniter 22 to an ignition plug in conjunction with a crankshaft (not shown). It is configured.
【0013】前記エンジン2の燃料系は、燃料を貯蔵す
るフューエルタンク24、その燃料を圧送するフューエ
ルポンプ25、圧送された燃料を前記吸気ポート11に
噴射する電磁式の燃料噴射弁(フューエルインジェク
タ)26から構成されている。The fuel system of the engine 2 includes a fuel tank 24 for storing fuel, a fuel pump 25 for pumping the fuel, and an electromagnetic fuel injection valve (fuel injector) for injecting the pumped fuel to the intake port 11. It is composed of 26.
【0014】前記エアミクスチャ装置3は、前記吸気管
12のスロットルバルブ14の上流側から吸入空気の一
部を導入して、燃料の微粒化を促進すべく、燃料噴射弁
26の燃料噴孔部近傍に送給するエアミクスチャ管路2
7、及びエアミクスチャ管路27に設けられ、前記EC
U4の制御にしたがって開閉し、このエアミクスチャ管
路27を連通・遮断する2ポート2位置電磁弁であるエ
ア制御弁28から構成されている。The air mixing device 3 introduces a part of the intake air from the upstream side of the throttle valve 14 of the intake pipe 12 to promote atomization of the fuel, and the fuel injection hole portion of the fuel injection valve 26. Air mixture pipeline 2 to be fed nearby
7 and the air mixing conduit 27, the EC
The air control valve 28 is a two-port two-position solenoid valve that opens and closes according to the control of U4 and connects and disconnects the air mixing conduit 27.
【0015】エンジン2の燃料噴射装置1は検出器とし
て、前記吸気管12のスロットルバルブ14の上流側に
設けられて、吸入空気量を計測するエアフローメータ3
1、エアフローメータ31の内部に設けられて、吸入空
気温度を測定する吸気温センサ32、前記スロットルバ
ルブ14の開度を検出するスロットルポジションセンサ
33,スロットルバルブ14の全閉状態を検出するアイ
ドルスイッチ34、シリンダブロック5aの冷却系統に
配設されて、冷却水温を検出する水温センサ35、排気
管20内に設けられて、排気中の残存酸素濃度に応じた
空燃比信号を出力する酸素濃度センサ36、前記ディス
トリビュータ23のカムシャフトの1/12回転毎及び
1/1回転毎に、即ち、クランク角で60度毎及び72
0度毎に回転角信号を出力する回転数センサを兼ねた回
転角センサ37を備えている。ここで、60度CA毎の
信号をN信号,720度CA毎の信号をG信号とし、こ
のN信号によりエンジンの回転数Neを検出するととも
に、G信号とN信号によりクランク角度を検出する。The fuel injection device 1 of the engine 2 is provided as a detector on the upstream side of the throttle valve 14 of the intake pipe 12 to measure the intake air amount.
1. An intake air temperature sensor 32 for measuring the intake air temperature, a throttle position sensor 33 for detecting the opening of the throttle valve 14, and an idle switch for detecting the fully closed state of the throttle valve 14 provided inside the air flow meter 31. 34, a water temperature sensor 35 that is arranged in the cooling system of the cylinder block 5a to detect the cooling water temperature, and an oxygen concentration sensor that is provided in the exhaust pipe 20 and outputs an air-fuel ratio signal according to the residual oxygen concentration in the exhaust gas. 36, every 1/12 rotation and every 1/1 rotation of the camshaft of the distributor 23, that is, every 60 degrees in crank angle and 72
A rotation angle sensor 37 that also functions as a rotation speed sensor that outputs a rotation angle signal every 0 degrees is provided. Here, a signal for every 60 degrees CA is an N signal, and a signal for every 720 degrees CA is a G signal. The engine speed Ne is detected by this N signal, and the crank angle is detected by the G signal and the N signal.
【0016】前記各センサ及びスイッチの検出信号はE
CU4に入力され、ECU4はエンジン2及びエアミク
スチャ装置3を制御する。ECU4は、CPU4a、R
OM4b、RAM4cを中心に論理演算回路を構成し、
コモンバス4bを介して入出力部4eに接続さて、外部
との入出力を行う。The detection signal of each sensor and switch is E
Input to the CU 4, the ECU 4 controls the engine 2 and the air mixing device 3. ECU4 is CPU4a, R
A logical operation circuit is configured around the OM 4b and the RAM 4c,
It is connected to the input / output unit 4e via the common bus 4b to perform input / output with the outside.
【0017】次に、前記エアミクスチャ装置3中の燃料
噴射弁26の燃料噴孔部近傍の構造を説明する。図3は
本発明の一実施例であるエンジンの燃料噴射装置の燃料
噴射弁の燃料噴孔部近傍の構造を示す部分拡大断面図で
ある。Next, the structure in the vicinity of the fuel injection hole portion of the fuel injection valve 26 in the air mixing device 3 will be described. FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing the structure in the vicinity of the fuel injection hole portion of the fuel injection valve of the engine fuel injection device according to the embodiment of the present invention.
【0018】図に示すように、燃料噴射弁26の燃料噴
孔部近傍は、燃料噴射弁26、エアミクスチャ管路2
7、及びエアミクスチャソケット41から構成されてい
る。エアミクスチャソケット41には、複数のエア噴孔
部42、及び燃料噴孔部43が穿設されている。また、
エアミクスチャ管路27とエア制御弁28の通路断面積
は、エア噴孔部42の通路断面積の合計より大きい面積
に設定され、その結果、エア噴孔部42が最小絞りとな
っている。As shown in the drawing, in the vicinity of the fuel injection hole portion of the fuel injection valve 26, the fuel injection valve 26 and the air mixing conduit 2 are provided.
7 and an air mixing socket 41. A plurality of air injection holes 42 and a fuel injection hole 43 are formed in the air socket 41. Also,
The passage cross-sectional area of the air duct 27 and the air control valve 28 is set to an area larger than the total of the passage cross-sectional areas of the air injection hole portions 42, and as a result, the air injection hole portion 42 has the smallest restriction.
【0019】そして、エンジン2の運転中において、吸
気ポート11内は負圧となり、一方、スロットルバルブ
14の上流側は大気圧に近い圧力に保持れれる。したが
って、その差圧により、エア制御弁28の開弁時には、
吸気管12内のスロットルバルブ14の上流側の吸入空
気の一部が、エアミクスチャ管路27からエアミクスチ
ャソケット41の内部に流入し(以下、このときの吸入
空気を単に「ミキシングエア」という)、エアミクスチ
ャソケット41の各エア噴孔部42から噴出し、燃料噴
射弁26の燃料噴孔部43から噴射された燃料液滴に衝
突して微粒化する。前述したように、エアミクスチャ管
路27やエア制御弁28に対してエア噴孔部42が最小
絞りとなっているため、この箇所でミキシングエアの流
速が最大に高められて、その運動エネルギが燃料の微粒
化のために有効に用いられる。その後、微粒化された燃
料液滴は、燃料噴孔部43から前記吸気ポート11内に
噴流として流出する。During operation of the engine 2, the inside of the intake port 11 has a negative pressure, while the upstream side of the throttle valve 14 is maintained at a pressure close to atmospheric pressure. Therefore, due to the differential pressure, when the air control valve 28 is opened,
A part of the intake air on the upstream side of the throttle valve 14 in the intake pipe 12 flows into the inside of the air mixing socket 41 from the air mixing pipe 27 (hereinafter, the intake air at this time is simply referred to as “mixing air”). , Atomizes from each of the air injection holes 42 of the air mixture socket 41 and collides with the fuel droplets injected from the fuel injection holes 43 of the fuel injection valve 26. As described above, since the air injection hole portion 42 has the smallest restriction with respect to the air mixing conduit 27 and the air control valve 28, the flow velocity of the mixing air is maximized at this portion, and the kinetic energy is increased. It is effectively used for atomizing fuel. After that, the atomized fuel droplets flow out from the fuel injection hole portion 43 into the intake port 11 as a jet flow.
【0020】次に、前記ECU4が実行する燃料噴射弁
26とエア制御弁28の制御ルーチンを説明する。図4
は本発明の一実施例であるエンジンの燃料噴射装置のE
CU4が実行する燃料噴射弁26とエア制御弁28の制
御ルーチンを示すフローチャートである。Next, a control routine of the fuel injection valve 26 and the air control valve 28 executed by the ECU 4 will be described. Figure 4
Is a fuel injection device E for an engine according to an embodiment of the present invention.
It is a flowchart which shows the control routine of the fuel injection valve 26 and the air control valve 28 which CU4 performs.
【0021】図4に示すルーチンにおいてまず、ECU
4は、ステップS100で燃料噴射量に相当する燃料噴
射弁26の開弁時間を算出する。即ち、周知のように、
ECU4は前記エアフローメータ31にて測定された吸
入空気量Qを、前記回転角センサ37にて検出されたエ
ンジン2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、前記水温センサ35
にて検出された冷却水温、吸気温センサ32にて測定さ
れた吸入空気温度、及び酸素濃度センサ36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、燃
料噴射弁26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、燃料噴射弁26の励磁時間である
開弁時間TAU+TAUVとする。In the routine shown in FIG. 4, first, the ECU
4 calculates the valve opening time of the fuel injection valve 26 corresponding to the fuel injection amount in step S100. That is, as is well known,
The ECU 4 divides the intake air amount Q measured by the air flow meter 31 by the rotation speed Ne of the engine 2 detected by the rotation angle sensor 37 to calculate a basic injection amount Q / Ne, and calculates the basic injection amount. In Q / Ne, the water temperature sensor 35
The cooling water temperature detected by the intake air temperature sensor 32, the intake air temperature measured by the intake air temperature sensor 32, and various correction factors corresponding to the air-fuel ratio signal output from the oxygen concentration sensor 36 are multiplied to open the fuel injection valve 26. Calculate the valve time TAU. Further, the invalid injection time TAUV mapped in advance according to the battery voltage is added to obtain the valve opening time TAU + TAUV which is the excitation time of the fuel injection valve 26.
【0022】次いで、ステップS200でエア制御弁2
8の開閉タイミングの算出処理を実行する。詳細は後述
するが、このエア制御弁28の開弁は、燃料噴射弁26
の開弁タイミングに対してT1時間先行して行われる。
また閉弁は燃料噴射弁26の閉弁タイミングに対してT
2時間遅延させて行われる。Next, in step S200, the air control valve 2
The opening / closing timing calculation process 8 is executed. Although details will be described later, the opening of the air control valve 28 is performed by the fuel injection valve 26.
The valve opening timing is preceded by T1 time.
Further, the valve closing is T with respect to the valve closing timing of the fuel injection valve 26.
It will be delayed by 2 hours.
【0023】その後、ECU4は、ステップS300で
エア制御弁28が開弁タイミングか否かを判定し、否の
場合にはステップS400に移行して、燃料噴射弁26
の開弁タイミングに達したか否かを判定する。前述した
ように、燃料噴射弁26は常にエア制御弁28より遅れ
て開弁するため、この時点では、未だ燃料噴射弁26の
開弁タイミングに達していないとして、ステップS50
0に移行する。次いで、ステップS500でエア制御弁
28が閉弁タイミングか否かを判定し、エア制御弁28
は未だ開弁していないため、閉弁タイミングでないとし
てステップS600に移行する。更に、ステップS60
0で燃料噴射弁26の閉弁タイミングに達したか否かを
判定し、この燃料噴射弁26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、エア制御弁28と燃料噴射弁26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。Thereafter, the ECU 4 determines in step S300 whether or not the air control valve 28 is at the opening timing, and if not, the process proceeds to step S400 and the fuel injection valve 26
It is determined whether or not the valve opening timing has been reached. As described above, since the fuel injection valve 26 always opens later than the air control valve 28, it is assumed that the opening timing of the fuel injection valve 26 has not yet been reached at this point, and the step S50 is performed.
Move to 0. Next, in step S500, it is determined whether or not the air control valve 28 is at the closing timing, and the air control valve 28
Since the valve has not been opened yet, it is determined that it is not the valve closing timing, and the process proceeds to step S600. Further, step S60
At 0, it is determined whether or not the closing timing of the fuel injection valve 26 has been reached. Since this fuel injection valve 26 has not yet been opened, it is determined that the closing timing has not been reached yet.
00, it is determined whether or not the opening / closing operations of the air control valve 28 and the fuel injection valve 26 have been completed. Since they have not been completed, the process returns to step S300, and the processes of steps S300 to S700 are repeated.
【0024】そして、ステップS300でエア制御弁2
8が開弁タイミングと判定すると、図4に示すように、
ステップS800でエア制御弁28への制御信号を立上
げて開弁させた後、再びステップS300〜ステップS
700の処理を繰り返す。次いで、立上補正時間T1
(ms)が通過して、ステップS400で燃料噴射弁2
6の開弁タイミングに達したと判定すると、ステップS
900で燃料噴射弁26への制御信号を立上げて開弁さ
せ、更に、燃料噴射弁26が開弁してから開弁時間TA
U+TAUVが通過して、ステップS600で燃料噴射
弁26の閉弁タイミングに達したと判定すると、ステッ
プS1100で燃料噴射弁26への制御信号を立下げて
閉弁させる。その後、ステップS500でエア制御弁2
8が閉弁タイミングと判定すると、ステップS1000
でエア制御弁28への制御信号を立下げて閉弁させ、ス
テップS700でエア制御弁28と燃料噴射弁26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。Then, in step S300, the air control valve 2
When it is determined that 8 is the valve opening timing, as shown in FIG.
After the control signal to the air control valve 28 is raised and opened in step S800, the steps are repeated from step S300 to step S300.
The processing of 700 is repeated. Next, the startup correction time T1
(Ms) has passed, and in step S400, the fuel injection valve 2
When it is determined that the valve opening timing of 6 has been reached, step S
At 900, the control signal to the fuel injection valve 26 is raised to open the valve, and further, the valve opening time TA after the fuel injection valve 26 is opened.
When it is determined that the valve closing timing of the fuel injection valve 26 has been reached in step S600 after the passage of U + TAUV, the control signal to the fuel injection valve 26 is lowered and closed in step S1100. Then, in step S500, the air control valve 2
If it is determined that 8 is the valve closing timing, step S1000
In step S700, the control signal to the air control valve 28 is lowered to close the valve, and in step S700, it is determined that the opening / closing operations of the air control valve 28 and the fuel injection valve 26 are finished, and this routine is finished.
【0025】次に、前述した制御ルーチンのステップS
200でECU4にて実行されるエア制御弁28の開・
閉弁タイミングの算出処理ルーチンを説明する。図5は
そのルーチンのフローチャート、図6はエア制御弁38
の制御状態を切換える運転領域、また図7は低回転域で
の燃料噴射弁とエア制御弁の制御信号を示すタイムチャ
ートである。Next, step S of the above-mentioned control routine.
Opening of the air control valve 28 executed by the ECU 4 at 200
A routine for calculating the valve closing timing will be described. FIG. 5 is a flowchart of the routine, and FIG. 6 is an air control valve 38.
FIG. 7 is a time chart showing the control signals of the fuel injection valve and the air control valve in the operating range in which the control state is switched.
【0026】図5に示すように、ECU4はステップS
201で前記回転角センサ37にて検出されたエンジン
2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
エア制御弁28を開タイミングと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S11
00の処理では、燃料噴射弁26と共にエア制御弁28
をエンジン2の回転に同期して開閉制御しているため、
エンジン2の回転数が上昇すると、エア制御弁28の応
答性の問題出その開閉動作に遅れが生じるためである。
また、このときにはスロットルバルブ14の開度に応じ
て燃焼室8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、アイドル運転時等のようにエ
ア制御弁28を開閉動作させてエアミクスチャ管路27
からのミキシングエアの供給量を調整する必要はないた
めでもある。As shown in FIG. 5, the ECU 4 executes step S
At 201, it is determined whether the rotation speed Ne of the engine 2 detected by the rotation angle sensor 37 is 2000 rpm or more. When it is 2000 rpm or more, the air control valve 28 is opened at step S202 and this routine is finished. To do. That is, steps S300 to S11
In the process of 00, the air control valve 28 is operated together with the fuel injection valve 26.
Is controlled in synchronization with the rotation of the engine 2,
This is because when the rotation speed of the engine 2 rises, a problem of responsiveness of the air control valve 28 arises and a delay occurs in its opening / closing operation.
Further, at this time, a large amount of intake air is introduced into the combustion chamber 8 according to the opening degree of the throttle valve 14 to control the number of revolutions thereof, so that the air control valve 28 is opened and closed as in the idle operation. Operate and air mix conduit 27
This is also because it is not necessary to adjust the supply amount of mixing air from the.
【0027】そして、このようにエア制御弁28が開状
態に保持されることで、スロットルバルブ14の上流側
の吸入空気が、エアミクスチャ管路27を経てエア噴孔
部42から吸気ポート11内にミキシングエアとして連
続的に供給され、燃料噴孔部43から噴射された燃料を
微粒化する役割を果たす。Since the air control valve 28 is held in the open state in this way, the intake air upstream of the throttle valve 14 passes through the air mixing conduit 27 and enters the intake port 11 from the air injection hole 42. Is continuously supplied as mixing air, and plays a role of atomizing the fuel injected from the fuel injection hole portion 43.
【0028】次にステップS201で2000rpm 未満
の場合は、ステップS203に進みスロットルポジショ
ンセンサ33によって検出されたスロットバルブの開度
(即ち、スロットルバルブの全閉位置からの回転角度。
以下スロットル開度と云う。)が70°以上か否かを判
定する。ここでスロットル開度が70°以上の場合は図
6に示す運転領域区分では運転領域A、即ち低速高負荷
域に該当し、この場合はステップS203からステップ
S207に分岐しエア制御弁28を閉タイミングとして
このルーチンを終了する。従って運転領域Aにおいては
図7に示す如く燃料噴射弁26の制御状態にかかわらず
エア制御弁28は常時閉弁状態に保持される。Next, if it is less than 2000 rpm in step S201, the flow proceeds to step S203, where the opening of the slot valve detected by the throttle position sensor 33 (that is, the rotation angle from the fully closed position of the throttle valve).
Hereinafter referred to as throttle opening. ) Is 70 ° or more. Here, when the throttle opening is 70 ° or more, it corresponds to the operating region A, that is, the low speed and high load region in the operating region classification shown in FIG. 6, and in this case, the process branches from step S203 to step S207 and the air control valve 28 is closed. This routine is ended as timing. Therefore, in the operating region A, as shown in FIG. 7, the air control valve 28 is always kept closed regardless of the control state of the fuel injection valve 26.
【0029】次にステップS203でスロットル開度が
70°未満の場合は、図6に示す運転領域Bに該当し、
ステップS204に進み燃料噴射弁26の開弁開始時期
に対しT1(ms)以内の時間だけ行先しているタイミ
ングか否かを判定し、ステップS205では燃料噴射弁
26が開弁中か否かを判定し、またステップS206で
は燃料噴射弁26が閉弁後、即ち燃料噴射終了後T2
(ms)以内か否かを判定する。そしてステップS20
4〜ステップS206の判定において、いずれか一つで
もYESの場合は前記ステップS202に分岐し、エア
制御弁28を開タイミングとし、ステップS204〜ス
テップS206の全ての判定においてNOであれば前記
ステップS207に進みエア制御弁28を閉タイミング
としてこのルーチンを終了する。このステップS204
〜ステップS202の処理により、図6に示す運転領域
B、即ち、低回転中負荷以下においては、図7に示す如
く燃料噴射開始前T1(ms)の時期から燃料噴射終了
後T2(ms)までの期間、エア制御弁28は開タイミ
ングとされる。Next, when the throttle opening is less than 70 ° in step S203, it corresponds to the operating region B shown in FIG.
In step S204, it is determined whether or not the fuel injection valve 26 is ahead by a time within T1 (ms) with respect to the opening timing of the fuel injection valve 26. In step S205, it is determined whether or not the fuel injection valve 26 is open. Also, in step S206, after the fuel injection valve 26 is closed, that is, after the fuel injection is completed, T2.
It is determined whether it is within (ms). And step S20
If any one of the determinations in steps 4 to S206 is YES, the process branches to step S202 to set the air control valve 28 to the opening timing, and if all determinations in steps S204 to S206 are NO, the step S207 is performed. Then, the routine ends with the air control valve 28 closed timing. This step S204
By the processing of step S202, in the operating region B shown in FIG. 6, that is, in the low rotation medium load or less, as shown in FIG. During this period, the air control valve 28 is opened.
【0030】以上のように、本実施例の燃料噴射装置は
低回転・高負荷時において、燃料噴射弁26の噴孔部へ
エアを供給する。エア管路27の連通をエア制御弁28
を閉塞し遮断することにより、燃焼後ガスのエア管路2
7への逆流を防止している。結果としてエア管路27へ
のカーボンデポジットによる詰まりが防止できる。As described above, the fuel injection device of this embodiment supplies air to the injection hole portion of the fuel injection valve 26 at low rotation speed and high load. The air control valve 28 is connected to the communication of the air pipeline 27.
Air line 2 for post-combustion gas by closing and shutting off
Prevents backflow to 7. As a result, it is possible to prevent clogging of the air pipeline 27 due to carbon deposits.
【0031】次に、請求項2の発明の実施例に相当する
ものを図8〜9に示す。本実施例は請求項1の制御フロ
ーチャート図5のステップS203に対し、図8に示す
如くステップS203Aでの判定をスロット開度が70
°以上でかつバルブオーバーラップ期間中か否かとして
いる。これにより図9に示す燃料噴射弁26とエア制御
弁28の制御タイムチャートの如く前記運転領域Aにお
いてバルブオーバーラップ期間中のみエア制御弁28を
閉弁状態とするものである。Next, FIGS. 8 to 9 show an embodiment corresponding to the second embodiment of the invention. In contrast to step S203 of the control flowchart of FIG. 5 according to the present embodiment, as shown in FIG. 8, it is determined in step S203A that the slot opening is 70.
It is determined whether or not it is above ° and during the valve overlap period. As a result, the air control valve 28 is closed only during the valve overlap period in the operating region A as shown in the control time chart of the fuel injection valve 26 and the air control valve 28 shown in FIG.
【0032】なお、本実施例では、内燃機関M1として
エンジン2が、運転状態検出手段M2として吸入空気量
の決定に用いられるエアフローメータ31、吸気温セン
サ32、スロットルポジションセンサ33、水温センサ
35、酸素濃度センサ36及び回転角センサ37と、エ
ンジン2のアイドル運転を検出するアイドルスイッチ3
4とがそれぞれ機能し、また、燃料噴射手段M3として
燃料噴射弁26が、エア管路M4としてエアミクスチャ
管路27が、開閉手段M5としてエア制御弁28がそれ
ぞれ機能し、更に、開閉制御手段としてステップS20
1〜ステップS207、ステップS300、ステップS
500、ステップS800及びステップS1000の処
理を実行するときのECU4がそれぞれ機能する。In this embodiment, the engine 2 as the internal combustion engine M1 and the air flow meter 31, the intake air temperature sensor 32, the throttle position sensor 33, the water temperature sensor 35, which are used as the operating state detecting means M2 for determining the intake air amount, An oxygen concentration sensor 36, a rotation angle sensor 37, and an idle switch 3 for detecting an idle operation of the engine 2.
4 function as the fuel injection means M3, the fuel injection valve 26 functions as the fuel injection means M3, the air mixing conduit 27 functions as the air conduit M4, and the air control valve 28 functions as the opening / closing means M5. As step S20
1 to step S207, step S300, step S
The ECU 4 functions when executing the processes of 500, step S800, and step S1000.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明の内燃機
関の燃料噴射装置は、燃料噴射手段の噴射箇所近傍に吸
入空気の一部を供給するエア管路とエア管路に設けた開
閉手段を運転状態検出手段の検出に基づき、内燃機関が
低回転・高負荷運転中のときに、閉塞状態に保持する開
閉制御手段を具備しているため燃焼後ガスのエア管路へ
の逆流を予防でき、結果としてエア管路のカーボンデポ
ジットの付着を防止でき、エア管路の詰まりを防ぐこと
ができる。As described above, the fuel injection device for an internal combustion engine according to the invention of claim 1 is provided in the air pipeline for supplying a part of the intake air and the air pipeline in the vicinity of the injection location of the fuel injection means. Based on the detection of the opening / closing means by the operating state detecting means, the internal combustion engine is equipped with an opening / closing control means for keeping the closed state during low-speed / high-load operation. As a result, it is possible to prevent carbon deposits from adhering to the air pipeline and prevent clogging of the air pipeline.
【0034】また請求項2の発明の内燃機関の燃料噴射
装置は、内燃機関が低回転・高負荷運転中でかつバルブ
オーバーラップ期間中のみ開閉手段を閉塞状態に保持す
るようにしているため、前記運転域においても微粒化の
ためのエア供給は最大限行なえる。Further, in the fuel injection device for an internal combustion engine according to a second aspect of the present invention, the opening / closing means is held in the closed state only during the low engine speed / high load operation and the valve overlap period. Even in the above operating range, the air supply for atomization can be maximized.
【図1】本発明の一実施例の内容を概念的に示したクレ
ーム対応図である。FIG. 1 is a claim correspondence diagram conceptually showing the content of one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例であるエンジンの燃料噴射装
置のシステム構成図である。FIG. 2 is a system configuration diagram of a fuel injection device for an engine that is an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施例であるエンジンの燃料噴射装
置の燃料噴射弁の燃料噴孔部近傍の構造を示す部分拡大
断面図である。FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing a structure in the vicinity of a fuel injection hole portion of a fuel injection valve of a fuel injection device for an engine which is an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施例であるエンジンの燃料噴射装
置のECUが実行する燃料噴射弁とエア制御の制御ルー
チンを示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a control routine of a fuel injection valve and air control executed by an ECU of a fuel injection device for an engine which is an embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施例であるエンジンの燃料噴射装
置のECUが実行するエア制御弁の開・閉タイミングの
算出ルーチンを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a routine for calculating the opening / closing timing of the air control valve, which is executed by the ECU of the fuel injection device for the engine according to the embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施例であるエンジンの燃料噴射装
置のエア制御弁の制御状態を切換える運転流域を示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing an operation basin in which the control state of the air control valve of the engine fuel injection device according to the embodiment of the present invention is switched.
【図7】本発明の一実施例であるエンジンの燃料噴射装
置の燃料噴射弁とエア制御弁の制御信号を示すタイムチ
ャートである。FIG. 7 is a time chart showing control signals of the fuel injection valve and the air control valve of the engine fuel injection device according to the embodiment of the present invention.
【図8】本発明の一実施例であるエンジンの燃料噴射装
置のECUが実行するエア制御弁の開・閉タイミングの
算出ルーチンを示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing a routine for calculating the opening / closing timing of the air control valve, which is executed by the ECU of the fuel injection device for the engine according to the embodiment of the present invention.
【図9】本発明の一実施例であるエンジンの燃料噴射装
置のクランク角に対する燃料噴射弁とエア制御弁の制御
信号を示すタイムチャートである。FIG. 9 is a time chart showing control signals of the fuel injection valve and the air control valve with respect to the crank angle of the fuel injection device for the engine according to the embodiment of the present invention.
2 エンジン 4 電子制御装置(ECU) 26 燃料噴射弁 27 エアミクスチャ装置 28 エア制御弁 31 エアフローメータ 32 吸気温センサ 33 スロットルポジションセンサ 34 アイドルスイッチ 35 水温センサ 36 酸素濃度センサ 37 回転角センサ 2 Engine 4 Electronic Control Unit (ECU) 26 Fuel Injection Valve 27 Air Mixing Device 28 Air Control Valve 31 Air Flow Meter 32 Intake Temperature Sensor 33 Throttle Position Sensor 34 Idle Switch 35 Water Temperature Sensor 36 Oxygen Concentration Sensor 37 Rotation Angle Sensor
Claims (2)
検出手段と、 前記内燃機関の吸気系に設けられ、前記運転状態検出手
段にて検出された前記内燃機関の運転状態に応じて、所
定量の燃料を前記吸気系に噴射する燃料噴射手段と、 前記吸気系を流れる吸入空気の一部を、スロットルバル
ブを迂回して前記燃料噴射手段の噴射箇所近傍に供給す
るエア管路と、 前記エア管路に設けられて、前記エア管路を連通または
遮断する開閉手段と、前記運転状態検出手段の検出に基
づき前記内燃機関が低回転・高負荷運転中のときに前記
開閉手段を閉塞状態に保持する開閉制御手段と、を具備
することを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。1. An operating state detecting means for detecting an operating state of an internal combustion engine; and an operating state detecting means, which is provided in an intake system of the internal combustion engine, according to an operating state of the internal combustion engine detected by the operating state detecting means. Fuel injection means for injecting a fixed amount of fuel into the intake system; an air pipeline for supplying a part of intake air flowing through the intake system to a vicinity of an injection point of the fuel injection means, bypassing a throttle valve; An opening / closing means provided in the air pipeline for communicating or blocking the air pipeline, and a state in which the opening / closing means is closed when the internal combustion engine is in a low rotation / high load operation based on the detection of the operating state detecting means. And an opening / closing control unit that holds the fuel injection device for an internal combustion engine.
転・高負荷運転中でかつ、吸・排気弁がともに開弁して
いるバルブオーバーラップ期間中に前記開閉手段を閉塞
状態に保持するものであることを特徴とする請求項1に
記載の内燃機関の燃料噴射装置。2. The opening / closing control means holds the opening / closing means in a closed state during a valve overlap period in which the internal combustion engine is operating at low rotation speed and high load and both intake and exhaust valves are open. The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel injection device is a fuel injection device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30529492A JPH06147062A (en) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | Fuel injection system of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30529492A JPH06147062A (en) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | Fuel injection system of internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06147062A true JPH06147062A (en) | 1994-05-27 |
Family
ID=17943373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30529492A Withdrawn JPH06147062A (en) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | Fuel injection system of internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH06147062A (en) |
-
1992
- 1992-11-16 JP JP30529492A patent/JPH06147062A/en not_active Withdrawn
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