CN101210533A - 燃料喷射式发动机的进气装置 - Google Patents

Abstract

提供燃料喷射式发动机的进气装置，省略了怠速空气量控制装置，降低了成本。该装置包括：形成与发动机(20)的燃料室(39)连通的连通通道(31)的一部分的节气门体(32)，对节气门体(32)的进气通道(31)进行开闭的节气门(33)，将燃料喷射到进气通道(31)的燃料喷射阀(37)，用于将燃料供给到燃料喷射阀(37)的燃料供给装置，及控制从燃料喷射阀(37)喷射的燃料喷射量的ECU(控制装置)(62)。在节气门体(32)设置旁通通道(40)，该旁通通道(40)绕过节气门(33)、且流过规定量的吸入空气。在将节气门(33)全闭、使进气流量恒定化的状态下，由ECU(控制装置)(62)控制怠速转速。

Description

燃料喷射式发动机的进气装置

技术领域

本发明主要涉及一种汽车、机动二轮车等车辆的燃料喷射式发动机的进气装置。

背景技术

以往，在发动机中，冷态时，由于内燃机的机械损失较多，所以难以确保冷态时的怠速转速。因此，特别是在燃料喷射式发动机中，设有怠速控制阀(以下称“ISC阀”)、自动起动机等控制怠速空气量的怠速空气量控制装置。怠速空气量控制装置通过在冷态时增加怠速时的吸入空气量而确保怠速转速。另外，专利文献1记载了ISC阀。另外，专利文献2记载了自动起动机。

专利文献1：日本特开2005-351191号公报

专利文献2：日本特开平8-28355号公报

然而，当在燃料喷射式发动机安装怠速空气量控制装置时，不得不增加成本。另外，怠速空气量控制装置的成本提高成为妨碍二轮车用发动机的电子控制式燃料喷射化(FI化)的一个原因。然而，对于二轮车等的市场，从整个市场看，认为温暖地区的市场所占比例较大。并且，在温暖地区，与寒冷地区相比，虽然对冷态时的怠速转速的要求不严，但作为目前的现状，却是在燃料喷射式发动机安装了怠速空气量控制装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可省略怠速空气量控制装置、降低成本的燃料喷射式发动机的进气装置。

上述技术问题可由以记载于技术方案的构成为要旨的燃料喷射式发动机的进气装置予以解决。

即，按照技术方案1的燃料喷射式发动机的进气装置，在设于节气门体上、且绕过节气门的旁通通道上，流过规定量的吸入空气，所以，在将节气门体全闭、使进气流量恒定化的状态下，由控制装置控制怠速转速。由此，通过省略以往需要的ISC阀、自动起动机等怠速空气量控制装置，可降低成本。

另外，按照技术方案2的燃料喷射式发动机的进气装置，在使节气门为规定开度、使进气流量恒定化的状态下，由控制装置控制怠速转速。由此，通过省略以往需要的ISC阀、自动起动机等怠速空气量控制装置，从而可降低成本。

另外，按照技术方案3的燃料喷射式发动机的进气装置，控制装置根据发动机的暖机状态和/或发动机转速控制燃料喷射阀的燃料喷射量。由此，可获得稳定的怠速转速。

另外，按照技术方案4的燃料喷射式发动机的进气装置，控制装置根据发动机的暖机状态和/或发动机转速控制点火时刻。由此，可获得稳定的怠速转速。

附图说明

图1为示出本发明实施例1的发动机***的概略构成图。

图2为示出发动机起动时的怠速转速控制的程序的流程图。

图3为与点火时刻、进气量、及发动机转速相关的时序图。

图4为示出本发明实施例1的变更例的发动机***的概略构成图。

图5为示出本发明实施例2的发动机***的概略构成图。

具体实施方式

下面，参照实施例说明用于实施本发明的最佳实施方式。

实施例

实施例1

说明本发明的实施例1。本实施例适用于二轮车用的燃料喷射式发动机。首先说明燃料喷射式发动机的发动机***。另外，图1为示出发动机***的概略构成图。

如图1所示，安装于车辆(例如“机动二轮车”)上的发动机***10具有用于储存燃料的燃料箱12。配置于燃料箱12内的燃料泵13通过燃料过滤器14将储存于该燃料箱12内的燃料吸入并对其加压，通过燃料通道15将该燃料供给到燃料喷射阀37(后述)。另外，燃料泵13由ECU62(后述)进行驱动控制。另外，供给到燃料喷射阀37的燃料的压力由压力调节器17调整为规定压力。燃料箱12、燃料泵13、及燃料通道15构成本说明书中所说的“燃料供给装置”。

在作为内燃机的往复式的4冲程单缸发动机(简称“发动机”)20设有用于检测发动机冷却水的温度的水温传感器22。另外，在发动机20上配置有用于检测曲轴24的转速、即发动机转速的曲柄角传感器25。水温传感器22和曲柄角传感器25的检测信号输出到ECU62(后述)。

在上述发动机20的进气侧配置有与气缸盖27的进气口28连通的进气管30、与进气管30连通且具有节气门33的节气门体32、及与节气门体32连通的空气滤清器35。进气管30、节气门体32、空气滤清器35形成与发动机30的燃料室39连通的一连串的进气通道31，节气门体32形成进气通道31的一部分。另外，在进气管30安装有燃料喷射阀37。另外，节气门体32的节气门33基于规定的加速装置(图中未示出)的操作进行开闭，从而调整通过进气通道31吸入到发动机30的燃料室39的吸入空气量。另外，不进行加速操作时、即节气门33处于全闭状态时的吸入空气量设定为0(零)或大体为0。

在上述节气门体32上设有绕过上述节气门33的旁通通道40。旁通通道40形成为流过这样的吸入空气量的通道，该吸入空气量可获得用于在冷态时(例如+20℃～+30℃)起动发动机20所需要的怠速转速。于是，该节气门体32成为未安装以往的ISC阀(参照专利文献1)、自动起动机(参照专利文献2)等控制怠速空气量的怠速空气量控制装置的节气门体。

在上述节气门体32上设有检测节气门33的开度的节气门位置传感器42、检测进气压力的进气压力传感器43。另外，在上述空气过滤清器35内装有空气滤清器滤芯45，并设有用于检测位于该空气滤清器滤芯45的下游侧、即滤清侧的进气温度的进气温度传感器46。另外，节气门位置传感器42、进气压力传感器43、及进气温度传感器46的检测信号分别被输出到上述ECU62(后述)。

在上述发动机20的排气侧连通排气管49，该排气管49与上述气缸盖27的排气口48连通。在排气管49内的排气通道50设有用于净化废气的三元催化剂52。

在上述发动机20的气缸盖27设有面对上述燃烧室39的火花塞54。火花塞54由从上述ECU62(后述)在每次点火正时接收从点火线圈55输出的点火信号进行火花放电。由此，对供给到燃烧室39的可燃混合气体进行点火。火花塞54和点火线圈55构成点火装置。

从上述燃料泵13通过燃料通道15供给到燃料喷射阀37的燃料由该燃料喷射阀37的工作而被喷射到进气管30内的进气通道31。另外，从外部通过空气滤清器35的空气滤清器滤芯45将空气取入到上述进气通道31。然后，取入到进气通道31的空气与从燃料喷射阀37喷射的燃料作为可燃混合气体、即规定空燃比(A/F)的混合气体吸入到发动机20的燃烧室39。吸入到燃烧室39的可燃混合气体由上述火花塞54的火花放电而产生***和燃烧。与此相随，活塞57运动，曲轴24旋转，从而获得使机动二轮车行走的驱动力。另外，燃烧后的废气通过排气管49内的排气通道50排出到外部、即大气中。

另外，在安装上述发动机20的机动二轮车中，设有作为车辆用电源的电池60、由驾驶者操作而使发动机20起动的点火开关61、控制发动机20的各种驱动装置的电子控制装置(称为“ECU”)62。ECU62构成本说明书中所说的“控制装置”。

上述电池60通过上述点火开关61连接于上述ECU62。于是，在点火开关61与ECU62间设置进行从电池60向ECU62供电及切断供电的主继电器63。主继电器63具有触点和线圈，当将点火开关61接通而在线圈中流过电流时，使用在该线圈产生的磁力进行接通·断开动作。即，主继电器63在电流在线圈中流动时接通，在电流未在线圈中流动时断开。通过接通该主继电路63，从而从电池60向ECU62供电。

设于上述发动机20的上述各传感器22、25、42、43、46用于检测与发动机20的运转状态相关的各种运转参数，分别连接到上述ECU62(后述)。即，水温传感器22检测在发动机20的内部、即水套中流动的发动机冷却水的温度(冷却水温)，将与该检测值相应的电信号输出到ECU62。另外，水温传感器22相当于本说明书中所说的“检测发动机的暖机状态的暖机状态检测部件”。

另外，曲柄角传感器25检测曲轴24的转速，将与其检测值相应的电信号输入到ECU62。另外，曲柄角传感器25相当于在本说明书中所说的“检测发动机转速的发动机转速检测部件”。

另外，节气门位置传感器42检测节气门33的开度，将与其检测值相应的电信号输出到ECU62。另外，节气门位置传感器42相当于本说明书中所说的“节气门开度检测部件”。

另外，进气压力传感器43检测节气门33下游侧的进气通道31的进气压力，将与其检测值相应的电信号输出到ECU62。另外，进气压力传感器43相当于本说明书中所说的“进气压力检测部件”。

上述ECU62为了基于从上述各传感器22、25、42、43、46输出的电信号实施燃料喷射控制和点火时刻控制等，分别控制燃料喷射阀37和点火线圈55等。在此，燃料喷射控制是指根据发动机20的运转状态控制燃料喷射阀37的燃料喷射量及其喷射时刻。另外，点火时刻控制是指通过根据发动机20的运转状态控制点火线圈55，从而控制火花塞54的点火时刻。

另外，上述ECU62如公知的那样，具有中央处理装置(CPU)、读出专用存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、备份RAM、及外部输入电路和外部输出电路等。ECU62由数据总线连接CPU、ROM、RAM及备份RAM与外部输入电路和外部输出电路等而构成逻辑运算电路。另外，ROM用于预先存储与发动机20的各种控制有关的规定控制程序。另外，RAM用于临时存储CPU的运算结果。另外，备份RAM用于保存预先存储的数据。另外，CPU基于通过输入电路输入的各传感器22、25、42、43、46的检测信号，按照规定的控制程序实施上述各种控制等。另外，ECU62构成本说明书中所说的“控制装置”。另外，节气门体32、节气门33、燃料喷射阀37、燃料供给装置(燃料箱12、燃料泵13及燃料通道15)、及ECU62构成本说明书中所说的“进气装置”。

下面，说明上述发动机***10(参照图1)的ECU20实施的各种控制中的、与上述发动机20起动时的怠速转速控制相关的处理内容。另外，图2为示出与发动机起动时的怠速转速控制相关的程序的的流程图。该流程图的程序为定时中断处理，ECU20基于来自各种传感器22、25、42、43、46的信号，判定发动机20是否处于怠速运转状态，当判定为怠速运转状态时开始上述定时中断处理。

首先，在步骤100中，将延迟时间的初始值(例如1s)设置到第1延迟计数器A，然后，前进到步骤102。然后，在步骤102中，判定第1延迟计数器A是否为0(零)。在此，由于在步骤102是刚将1s设置到第1延迟计数器A，所以，前进到步骤104。然后，在步骤104，读取点火时刻图，基于来自水温传感器22的信号，设定与发动机温度(发动机冷却水的温度)、即暖机状态相应的点火时刻，然后，前进到步骤106。

接着，在步骤106中，读取燃料喷射量的修正值图，基于来自水温传感器22的信号，设定与发动机温度(发动机冷却水的温度)、即暖机状态相应的喷射量的修正值后，前进到步骤108。然后，在步骤108中，从第1延迟计数器A减去0.2s后，返回到步骤102。这样，每当反复进行了步骤102～108时，将每次减去了0.2s的计数值设定到第1延迟计数器A，当最终设定将第1延迟计数器A设置0(零)时，在步骤102判定第1延迟计数器A为0(零)，从而进行怠速转速的反馈控制，前进到步骤110。

接着，在步骤110中，将延迟时间的初始值(例如10s)设置到第2延迟计数器B，然后前进到步骤112。然后，在步骤112判定第2延迟计数器B是否比0(零)大。在此，当第2延迟计数器B比0大时，前进到步骤113。然后，在步骤113中，从第2延迟计数器B减去1s，然后返回到步骤112。这样，每当反复进行了步骤112、113时，将每次减去了1s的计数值设置到第2延迟计数器B，当最终对第2延迟计数器B设置0(零)时，在步骤112判定第2延迟计数器B比0小，从而前进到步骤114。即，按每隔10秒1次的比例，前进到步骤114。

然后，在步骤114，读取燃料喷射量的修正值图，基于来自水温传感器22的信号，设定与发动机温度(发动机冷却水的温度)、即暖机状态相应的喷射量的修正值后，前进到步骤116。

然后，在步骤116，读取目标转速图，基于来自水温传感器22的信号，设定与发动机温度(发动机冷却水的温度)、即暖机状态相应的目标转速，然后前进到步骤118。

然后，在步骤118，比较由步骤116读取的目标转速与现在的怠速转速。在此，当现在的怠速转速比目标转速高时，前进到步骤120，另外，当现在的怠速转速比目标转速低时，前进到步骤122。在步骤120，通过使点火时刻推迟(例如推迟1°CA)，则在防止怠速转速过度上升的同时，降低怠速转速以使其成为目标转速，然后返回到步骤110。另外，在步骤122，通过使点火时刻提前(例如提前1°CA)，从而使怠速转速上升以成为目标转速，然后返回到步骤110。

这样，通过每隔10秒进行怠速转速反馈控制，从而可维持更稳定的怠速转速。

另外，在ECU20基于来自各种传感器22、25、42、43、46的信号而判定发动机20不为怠速运转状态时，将第1延迟计数器A和第2延迟计数器B复位而结束上述程序。

另外，图3为与点火时刻、进气量、及发动机转速相关的时序图。在图3中，横轴表示时间(分钟)，纵轴从上往下依次分别表示点火时刻、吸入空气量、发动机转速。另外，特性线A(1)～(3)表示本实施例的燃料喷射式发动机20的基于实验数据的特性，特性线B(1)～(3)表示具有ISC阀的以往例的燃料喷射式发动机的基于实验数据的特性。

[吸入空气量]

可以看出，特性线B(2)表示在由ISC阀的工作刚使发动机起动后为最大，此后，平缓地减少为规定的吸入空气量，与此相对，特性线A(2)表示通过使节气门33全闭，从而使进气流量恒定化为在旁通通道40中流动的规定吸入空气量。

[发动机转速]

可以看出，特性线B(3)表示在由ISC阀的工作刚使发动机起动后，达到超过了怠速转速的高转速，然后，平缓地下降到规定的怠速转速，与此相对，特性线A(3)与特性线B(3)相比，在发动机20刚起动后，稍延迟地达到怠速转速，然后，继续维持怠速转速。

[点火时刻]

特性线B(1)表示从发动机起动后继续维持规定的点火时刻，与此相对，特性线A(1)表示由ECU62的点火时刻控制从提前状态平缓地成为推迟状态，进而比上止点(TDC)延迟。由此，将发动机转速继续维持为怠速转速(参照特性线A(3))。

按照上述的燃料喷射式发动机20的进气装置，在设于节气门体32且绕过节气门33的旁通通道40，由于规定量的吸入空气流动，所以，在将节气门33全闭、使进气流量恒定化的状态下，由ECU62控制怠速转速。由此，通过省略以往所需要的ISC阀、自动起动机等怠速空气量控制装置，从而可降低成本。这适合作为销住温暖地区的二轮车等车辆用燃料喷射式发动机20的进气装置。

另外，ECU62根据由发动机冷却水的水温检测出的暖机状态控制燃料喷射阀37的燃料喷射量(参照图3的步骤106)。由此，可获得稳定的怠速转速。另外，ECU62除了根据暖机状态控制燃料喷射阀37的燃料喷射量之外，还可以根据暖机状态和/或发动机转速控制燃料喷射阀37的燃料喷射量。

另外，ECU(控制装置)62根据由发动机冷却水的水温检测出的暖机状态控制点火时刻(参照图3的步骤104)。由此，可获得稳定的怠速转速。另外，ECU62除了根据暖机状态控制点火时刻之外，还可以根据暖机状态和/或发动机转速控制点火时刻。

另外，无论使用α-N方式的控制、D-J方式的控制中的哪个控制方式都可进行燃料喷射阀37的燃料喷射量的基本喷射量的计算。另外，如公知的那样，α-N方式是根据节气门开度与发动机转速的关系来计算出吸入空气量，决定基本喷射量。另外，D-J方式是根据进气压力(吸入负压)与发动机转速的关系来计算出吸入空气量，决定基本喷射量。另外，α-N方式容易受到附着于进气通道的通道壁面的污物的影响，但在设置旁通通道40的情况下，可减轻该污物的影响，所以，在设置了旁通通道40的情况下，也可采用α-N方式的控制。

另外，如图4所示，可将上述实施例1的发动机***10(参照图1)中的节气门体32变更为省略了进气压力传感器43的节气门体321。

实施例2

下面说明本发明的实施例2。本实施例改变了上述实施例1的发动机***10(参照图1)的一部分，所以，对其变更部分进行详细说明，省略重复的说明。另外，图5为示出发动机***的概略构成图。

如图5所示，本实施例将上述实施例1的发动机***(参照图1)中的节气门体32变更为省略了旁通通道40的节气门体322。

在本实施例中，在使节气门33为规定开度、将进气流量恒定化的状态下，由ECU62控制怠速转速。在此，节气门33的规定开度是指例如为可获得与在上述实施例1的旁通通道40中流动的吸入进气量相当的吸入进气量的开度。因此，由本实施例，也可获得与上述实施例1同样的作用和效果。另外，通过同时省略了怠速空气量控制装置和旁通通道40，从而可进一步简化结构，降低成本。

本发明不限于上述实施例，可在不脱离本发明要旨的范围进行变更。例如，本发明不限于单缸发动机，也可适用于多缸发动机。另外，本发明不限于二轮车用的燃料喷射式发动机，也可适用于四轮车用的燃料喷射式发动机。另外，发动机的暖机状态除了通过测定发动机冷却水的水温得知外，也可通过检测发动机油等的油温、粘性、发动机的温度等而检测出。

Claims (4)

1.一种燃料喷射式发动机的进气装置，包括：

节气门体，形成与发动机的燃烧室连通的进气通道的一部分；

节气门，对上述节气门体的进气通道进行开闭；

燃料喷射阀，将燃料喷射到上述进气通道；

燃料供给装置，用于将燃料供给到上述燃料喷射阀；

控制装置，控制从上述燃料喷射阀喷射的燃料喷射量，其特征在于，

在上述节气门体设置旁通通道，该旁通通道绕过上述节气门、且流过规定量的吸入空气，

在将上述节气门全闭、使进气流量恒定化的状态下，由上述控制装置控制怠速转速。

2.一种燃料喷射式发动机的进气装置，包括：

节气门体，形成与发动机的燃烧室连通的进气通道的一部分；

节气门，对上述节气门体的进气通道进行开闭；

燃料喷射阀，将燃料喷射到上述进气通道；

燃料供给装置，用于将燃料供给到上述燃料喷射阀；

控制装置，控制从上述燃料喷射阀喷射的燃料喷射量，其特征在于，

在使上述节气门为规定开度、使进气流量恒定化的状态下，由上述控制装置控制怠速转速。

3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射式发动机的进气装置，其特征在于，

上述控制装置根据上述发动机的暖机状态和/或发动机转速控制上述燃料喷射阀的燃料喷射量。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的燃料喷射式发动机的进气装置，其特征在于，

上述控制装置根据上述发动机的暖机状态和/或发动机转速控制点火时刻。

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