JPH0450476A - 内燃機関の低温始動用補助燃料供給装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関の低温始動用補助燃料供給装置に関
し、特に、補助燃料噴射弁と、正特性サーミスタからな
るヒータ（以下ＰＴＣヒータという）とを備えるものに
関する。

〈従来の技術〉 従来の内燃機関の燃料供給装置として、例えば第８図に
示すようなものかある。

機関１の吸気通路には各気筒毎に燃料噴射弁２か設けら
れる他、上流側の集合部に低温始動用にコールドスター
トバルブ（Ｃ３Ｖ）と呼ばれる単一の補助燃料噴射弁３
か設けられている。また、この補助燃料噴射弁３から噴
射された燃料を加熱すべく、ハニカム構造体のＰＴＣヒ
ータ４か設けられている。これら補助燃料噴射弁３及び
ＰＴＣヒータ４はコントロールユニット５により制御さ
れ、コントロールユニット５には水温センサ６゜スター
タスイッチ７等から信号か入力されている。

これにより、機関の低温始動時に、補助燃料噴射弁３及
びＰＴＣヒータ４が作動し、補助燃料噴射弁３から燃料
を噴射すると共に、噴射された燃料をＰＴＣヒータ４に
て気化又は霧化して、低温時の始動性能を向上させてい
る。

また、アルコール（主にメタノール）混合燃料を使用す
る場合は、特開昭５６−１４３３３７号公報等により知
られているように、燃料中のアルコール濃度を検出し、
アルコール濃度か高い程、ヒータ温度を高くすることも
行われる。アルコールはガソリンに比べ気化潜熱か太き
いからである。

〈発明か解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来の内燃機関の低温始動用
補助燃料供給装置にあっては、低温時に、スタータモー
タか作動している間、ＰＴＣヒータに対し、補助燃料噴
射弁から燃料を連続的に噴射させる構成となっていたた
め、補助燃料噴射弁から燃料を噴射した初期は、ヒータ
面も高温であるので燃料が気化するものの、ヒータ温度
か燃料により低下してしまうと、ヒータに大電流か流れ
るにもかかわらず、連続的に供給される燃料に熱量を奪
われ、しかもその熱量は燃料を気化するまでには至らず
、燃料を温めるのみで、始動性向上に寄与しないという
問題点があった。

また、常に最大電流がＰＴＣヒータに供給されるため、
バッテリの消費電力か増加し、バッテリ劣化又はバッテ
リ上がりを誘発しやすいという問題点もあった。

更には、燃料中のアルコール濃度か高い場合、燃料の気
化潜熱か大きく、益々気化できる燃料量が減るという問
題点もあった。

本発明は、このような従来の問題点を解決することを目
的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、第１図（ａ）に示すように、低温
始動用補助燃料噴射弁と、該補助燃料噴射弁から噴射さ
れた燃料を加熱するＰＴＣヒータとを備えてなる内燃機
関の低温始動用補助燃料供給装置において、低温始動時
における前記補助燃料噴射弁の燃料噴射を制御する手段
として、前記ヒータに流れる電流を検出する電流検出手
段と、その電流に基づいて前記補助燃料噴射弁を間欠的
に駆動す°る間欠駆動手段とを設ける構成とする。

ここで、前記間欠駆動手段は、検出される電流か減少し
て設定電流値よりも小さい状態となる毎に、前記補助燃
料噴射弁を設定噴射期間噴射させるものとして構成でき
る。

これに加え、第１図（ｂ）に示すように、燃料中のアル
コール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、検出
されたアルコール濃度に応して前記設定電流値及び前記
設定噴射期間の少なくとも一方を可変する可変手段とを
設けるとよい。

また、前記間欠駆動手段は、検出される電流が減少して
第１の設定電流値よりも小さい状態となった時に、前記
補助燃料噴射弁を噴射開始させ、検出される電流が前記
第１の設定電流値より大きい第２の設定電流値よりも大
きい状態となった時に、前記補助燃料噴射弁を噴射終了
させるものとして構成できる。

〈作用〉 上記の構成においては、低温始動時に補助燃料噴射弁と
ＰＴＣヒータとを作動させるが、ＰＴＣヒータに流れる
電流を検出し、その電流の変化特性に基づいて補助燃料
噴射弁より間欠的に燃料噴射を行わせ、具体的には、Ｐ
ＴＣヒータに流れる電流が減少して設定電流値よりも小
さくなったときに補助燃料噴射弁を設定噴射期間噴射さ
せて、効率良く燃料の気化を実現する。

燃料噴射開始設定電流値及び／又は設定噴射期間は、ア
ルコール濃度に基ついて設定し、燃料性状にかかわらず
、最適な燃料気化を実現する。

また、噴射開始タイミングのみならず、噴射終了タイミ
ングをも電流に依存させる場合は、ＰＴＣヒータに流れ
る電流か減少して第１の設定電流値よりも小さくなった
ときに、補助燃料噴射弁を噴射開始させ、その後、ＰＴ
Ｃヒータか燃料により冷却されて電流か増大することに
よって第２の設定電流値よりも大きくなったときに、補
助燃料噴射弁を噴射終了させる。ここで、第１の設定電
流値から第２の設定電流値に至る時間はアルコール濃度
に依存するので、アルコール濃度に応じて噴射期間を設
定する場合と同様の作用か得られる。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

先ず第１の実施例（請求項１，２に対応）について説明
する。

第２図はシステム構成を示し、第８図と異なるところは
、ＰＴＣヒータ４への通電回路中に、電流検圧手段とし
て、電流検出用抵抗８が設けられ、その端子電圧かコン
トロールユニット５に入力されるようになっている。

コントロールユニット５においては、水温センサ６によ
り検出される水温か所定値（例えば３５°Ｃ）以下であ
る場合において、スタータスイッチ７かＯＮである期間
、ＰＴＣヒータ４に一定の電圧を印加すると共に、この
期間、間欠駆動手段としての、第３図のフローチャート
に示す燃料噴射制御ルーチンを所定時間（数ｍｓ）毎に
繰り返し実行して、補助燃料噴射弁３の作動を制御する
。但し、ＰＴＣヒータ４に対しては前記期間の開始前（
エンジンキースイッチの○Ｎ操作）より通電を開始して
もよい。

ＰＴＣヒータ４は、これに一定の電圧を印加した場合、
発熱により温度上昇すると、その抵抗値が増大して電流
を抑制し、温度降下すれば、その抵抗値が減少して電流
を増加せしめることにより、いわゆる恒温特性を有する
。

第３図の燃料噴射制御ルーチンについて説明する。

ステップ１（図にはＳｌと記しである。以下同様）では
、ＰＴＣヒータ４に流れる電流（以下ヒータ電流）Ａｎ
を検出する。これは電流検出用抵抗８の端子電圧を読込
んで算出する。

ステップ２では、噴射中フラグＦの値を判定し、Ｆ＝Ｏ
の場合は、ステップ３へ進む。

ステップ３では、検出されたヒータ電流Ａｎを前回の検
出値Ａｂと比較する。

ここで、Ａｎ≧Ａｂ　　（ヒータ電流増加中）の場合は
、ステップ４へ進んで、ＡｂにＡｎを代入して、このル
ーチンを終了する。

Ａｎ＜Ａｂ（ヒータ電流減少中）の場合は、ステップ５
へ進む。

ステップ５では、検出されたヒータ電流Ａｎを設定電流
値Ａｓと比較する。

ここで、Ａｎ≧Ａｓ　　（設定電流値以上）の場合は、
そのまま、このルーチンを終了する。

Ａｎ＜Ａｓ（設定電流値未満）の場合は、ステップ６．
７へ進む。

ステップ６では、補助燃料噴射弁３の燃料噴射を開始さ
せる。

ステップ７では、噴射中フラグＦをセットして、このル
ーチンを終了する。

噴射中フラグＦかセットされた後は、次回よりステップ
２からステップ８へ進む。

ステップ８では、噴射開始後、設定噴射期間（時間）Ｔ
ｍが経過したか否かを判定し、経過した場合にのみステ
ップ９〜１１で噴射終了処理を実行する。

すなわち、ステップ９で補助燃料噴射弁３の燃料噴射を
終了させ、ステップｌＯで噴射中フラグＦをリセットし
、ステップ１工でＡｂにＯを代入する。

従って１．Ｐ　Ｔ　Ｃヒータ４が作動するとき、ヒータ
電流が減少傾向（Ａｎ　＜Ａｂ　）で、かつ設定電流値
未満（Ａｎ　＜Ａｓ　）になったとき、補助燃料噴射弁
３からある設定噴射期間Ｔｍだけ燃料か噴射され、第４
図に示すような特性を得ることができる。

尚、この第４図において、■の部分では、低温ゆえ、ヒ
ータの抵抗値が低く、電流か増大し、■の部分では、発
熱によりヒータか高温となって抵抗値か増大する結果、
電流か減少し、設定電流値Ａｓ未満となると、燃料噴射
かなされる。そして、■の部分では、燃料により冷却さ
れてヒータ温度か下がることにより、抵抗値が減少して
、電流は増加する。そして、■の部分では、噴射終了後
、ヒータが高温となって抵抗値が増大する結果、電流か
減少し、設定電流値Ａｓ未満となると、再び燃料噴射が
なされる。

このため、補助燃料噴射弁３から噴射され、ＰＴＣヒー
タ４についた燃料の気化か実現できると共に、ＰＴＣヒ
ータ４に消費される電力が燃料の気化に存効に活用でき
、また消費電力量も低減てきるという効果か得られる。

次に第２の実施例（請求項３に対応）について説明する
。

この実施例では、第２図に示しであるように、燃料中の
アルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段とし
て、電極式又は静電容量式等のアルコール濃度センサ９
を設け、アルコール濃度信号ヲコントロールユニット６
に入力する。

そして、検出されたアルコール濃度に基づいて第３図の
燃料噴射制御ルーチンにて使用する設定電流値Ａｓ及び
設定噴射期間Ｔｍを可変する。

これは、可変手段としての、第５図のフローチャートに
示す特性可変ルーチンによってなされ、ステップ２１で
アルコール濃度センサ９からの信号に基づいてアルコー
ル濃度を検出し、ステップ２２でアルコール濃度か高い
程高くなるように電流値Ａｓを設定し、ステップ２３で
アルコール濃度が高い程短くなるように噴射期間Ｔｍを
設定する。

これにより、アルコール濃度が高く、気化に要する熱量
が多く必要な場合は、Ａｓを高く、Ｔｍを短（して、ヒ
ータ温度か下がり過ぎを防止することにより、気化しや
すくし、高アルコール濃度時も良好な始動性能を実現す
る。また、ヒータ消費電力を低減し、バッテリの長寿命
化を実現できるという効果も得られる。

尚、アルコール濃度センサ９を有する場合、アルコール
濃度に応じて、ＰＴＣヒータ４への印加電圧を変化させ
るようにしてもよい。

次に第３の実施例（請求項４に対応）について説明する
。

第６図のフローチャートに示す燃料噴射制御ルーチンは
、第３図と比較し、ステップ８′の部分のみ異なり、燃
料噴射開始後、ヒータ電流Ａｎか設定電流値Ａｅを超え
たときに燃料噴射を終了させるようにしている。

すなわち、第７図にも示すように、ＰＴＣヒータ４に流
れる電流が減少して、第１の設定電流値Ａｓよりも小さ
くなったときに、補助燃料噴射弁３を噴射開始させ、そ
の後、ＰＴＣヒータ４が燃料により冷却されて電流が増
大することによって第２の設定電流値Ａｅよりも大きく
なったときに、補助燃料噴射弁３を噴射終了させている
。

これにより、例えばアルコール濃度が高（、ヒータから
熱を奪われやすいときには、燃料噴射開始後のヒータ温
度の降下速度が速くなり、ヒータ電流の上昇速度が速く
なって、ＡｓからＡｅへ至る時間か短くなるので、噴射
期間が自動的に短くなり、アルコール濃度に基づいてＴ
ｍを設定した場合と同様の効果が得られる。すなわち、
アルコール濃度検出手段を用いることなしに、自動的に
アルコール濃度の変化に対応し、常に最適な気化燃料供
給方式を実現できるという効果が得られる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、ＰＴＣヒータに流
れる電流に基づいて補助燃料噴射弁を間欠的に作動させ
、特には、電流か減少して設定電流値より小さくなった
ときに、設定噴射期間だけ補助燃料噴射弁を作動させる
構成としたため、効率良く燃料の気化を実現できる。さ
らに、連続噴射方式に比べ電力消費量を低減できるため
、バッテリの劣化やバッテリ上がりを防止し、バッテリ
の長寿命化を実現でき、また、それによりバッテリを小
型化することも可能になり、コストも低減できるという
効果が得られる。

また、燃料噴射開始設定電流値及び／又は設定噴射期間
をアルコール濃度に基づいて設定する構成とすれば、燃
料性状ごとに最適な燃料気化を実現できるという効果か
得られる。

また、噴射終了をも電流値により制御するようにすれば
、アルコール濃度を検出せずに、燃料性状ごとに最適な
燃料気化を実現できるという効果か得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明の構成を示す機能ブロ
ック図、第２図は本発明の第１の実施例を示すシステム
図、第３図は燃料噴射制御ルーチンのフローチャート、
第４図は制御特性を示す図、第５図は第２の実施例とし
て示す特性可変ルーチンのフローチャート、第６図は第
３の実施例として示す燃料噴射制御ルーチンのフローチ
ャート、第７図は制御特性を示す図、第８図は従来例を
示すシステム図である。 スイッチ　　８・・・電流検出用抵抗 −ル濃度センサ ９・・アルコ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）低温始動用補助燃料噴射弁と、該補助燃料噴射弁
   から噴射された燃料を加熱する正特性サーミスタからな
   るヒータとを備えてなる内燃機関の低温始動用補助燃料
   供給装置において、低温始動時における前記補助燃料噴
   射弁の燃料噴射を制御する手段として、前記ヒータに流
   れる電流を検出する電流検出手段と、その電流に基づい
   て前記補助燃料噴射弁を間欠的に駆動する間欠駆動手段
   とを設けたことを特徴とする内燃機関の低温始動用補助
   燃料供給装置。
2. （２）前記間欠駆動手段が、検出される電流が減少して
   設定電流値よりも小さい状態となる毎に、前記補助燃料
   噴射弁を設定噴射期間噴射させるものであることを特徴
   とする請求項１記載の内燃機関の低温始動用補助燃料供
   給装置。
3. （３）燃料中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、検出されたアルコール濃度に応じて前記
   設定電流値及び前記設定噴射期間の少なくとも一方を可
   変する可変手段とを設けたことを特徴とする請求項２記
   載の内燃機関の低温始動用補助燃料供給装置。
4. （４）前記間欠駆動手段が、検出される電流が減少して
   第１の設定電流値よりも小さい状態となった時に、前記
   補助燃料噴射弁を噴射開始させ、検出される電流が前記
   第１の設定電流値より大きい第２の設定電流値よりも大
   きい状態となった時に、前記補助燃料噴射弁を噴射終了
   させるものであることを特徴とする請求項１記載の内燃
   機関の低温始動用補助燃料供給装置。