(57)【要約】【課題】燃焼室に選択的に流体的に接続したインテークマニホールドと、インテークマニホールドに開口する入口部及びインテークマニホールドに開口するとともに入口部の下流側に位置する出口部を有するバイパスガスフロー通路とを有するタイプの内燃機関用燃料送給システムを開示する。【解決手段】このシステムは、インテークマンホールドに機能的に配設され、開閉位置の間を移動してインテークマニホールド内への空気流を制御することができる電子制御スロットル弁を含む。アイドル速度制御弁は、バイパスガスフロー通路内に機能的に配設され、さらに、アイドル速度制御弁は、開閉位置の間を移動してバイパスガスフロー通路内への空気流を制御することができる。制御システムは、スロットル弁とアイドル速度制御弁の両者の起動を制御し、可燃性充填物の内燃機関への送給を制御してエンジン効率を最大限とし、有害な排出ガスを最低限とする。【選択図】　　　図１
2004076730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に選択的に流体的に接続したインテークマニホールドと、前記インテークマニホールドに開口する入口部及び前記インテークマニホールドに開口するとともに前記入口部の下流側に位置する出口部を有するバイパスガスフロー通路とを有するタイプの内燃機関用燃料送給システムにおいて、
前記インテークマニホールドに機能的に配設され、開閉位置の間を移動して前記インテークマニホールド内への空気流を制御することができる電子制御スロットル弁と、
前記バイパスガスフロー通路に機能的に配設され、開閉位置の間を移動して前記バイパスガスフロー通路内への空気流を制御することができるアイドル速度制御弁と、
前記電子制御スロットル弁及び前記アイドル速度制御弁の両者それぞれの開閉位置の間での起動を制御する制御システムとを備えた内燃機関用燃料送給システム。
【請求項２】
前記バイパスガスフロー通路に機能的に位置するとともに、起動すると液体燃料を前記バイパスガスフロー通路に噴射するコールドスタート燃料噴射装置を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項３】
前記バイパスガスフロー通路内にヒータを備えていることを特徴とする、請求項２に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項４】
前記アイドル速度制御弁が略線形流量制御弁を含むことを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項５】
前記アイドル速度制御弁がオン・オフ流量制御弁を含むことを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項６】
前記バイパスガスフロー通路の、前記アイドル速度制御弁の上流側に流体的に接続した排気ガス再循環通路を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項７】
前記排気ガス再循環通路と機能的に直列に配設された排気ガス弁を備え、前記制御装置は、前記排気弁に接続されると共にその起動を制御することを特徴とする、請求項６に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項８】
前記バイパスガスフロー通路の、前記アイドル速度制御弁の下流側に流体的に接続した排気ガス再循環通路を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項９】
前記排気ガス再循環通路と機能的に直列に配設された排気弁を備え、前記制御システムは、前記排気弁に接続されると共にその起動を制御することを特徴とする、請求項８に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項１０】
前記スロットル弁が、バイパスガスフロー通路への入口部のすぐ下流側に位置することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項１１】
前記バイパスガスフロー通路がハウジングを貫通して形成され、前記インテークマニホールドの一部が前記ハウジングを貫通して形成され、ハウジングが一体型構造であることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項１２】
燃焼室に選択的に流体的に接続したインテークマニホールドと、前記インテークマニホールドに開口する前記入口部及びインテークマニホールドに開口するとともに入口部の下流側に位置する出口部を有するバイパスガスフロー通路とを有するタイプの内燃機関用燃料送給システムにおいて、
前記インテークマンホールドに機能的に配設され、開閉位置の間を移動して前記インテークマニホールド内への空気流を制御することができる第１の電子制御スロットル弁と、
前記インテークマンホールドに機能的に配設され、開閉位置の間を移動して前記バイパスガスフロー通路内への空気流を制御することができる第２の電子制御スロットル弁と、
前記両電子制御スロットル弁の起動を制御する制御システムとを備えていることを特徴とする、内燃機関用燃料送給システム。
【請求項１３】
前記第１と第２の電子制御スロットル弁が、前記インテークマニホールドに機能的に直列に配設されていることを特徴とする、請求項１２に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項１４】
前記第１と第２の電子制御スロットル弁の１つが、前記インテークマニホールドの、前記バイパスガスフロー通路の前記入口部のすぐ下流側に取り付けられていることを特徴とする、請求項１２に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項１５】
前記第１と第２の電子制御スロットル弁の他方が、前記インテークマニホールドの、前記バイパスガスフロー通路の前記出口部のすぐ下流側に取り付けられていることを特徴とする、請求項１４に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項１６】
前記バイパスガスフロー通路に機能的に位置すると共に、起動すると液体燃料を前記バイパスガスフロー通路に噴射するコールドスタート燃料噴射装置を備えていることを特徴とする、請求項１５に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項１７】
前記バイパスガスフロー通路に取り付けたヒータを備えていることを特徴とする、請求項１６に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項１８】
前記第１と第２の電子制御スロットル弁が、前記インテークマニホールドに、流体的に平行に取り付けられていることを特徴とする、請求項１２に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項１９】
前記バイパスガスフロー通路がハウジングを貫通して形成され、前記インテークマニホールドの一部が前記ハウジングを貫通して形成され、ハウジングが一体型構造であることを特徴とする、請求項１２に記載の内燃機関用燃料送給システム。
【請求項２０】
電子制御スロットル弁と、前記電子制御スロットル弁の上流側の一点から前記電子制御スロットル弁の下流側の一点まで延在するバイパスガスフロー通路と、バイパスガスフロー通路に機能的に直列に接続されたアイドル速度制御弁と、起動すると燃料を前記バイパスガスフロー通路に噴射するように機能的に配設されたコールドスタート燃料噴射装置と、前記電子制御スロットル弁、前記アイドル速度制御弁及び前記コールドスタート燃料噴射装置の起動を制御するための電子制御装置とを備えた内燃機関とともに使用する、コールドエンジン状態で燃料を送給する方法において、
コールドエンジン状態を検出する工程と、
前記アイドル速度制御弁を開く工程と、
前記コールドスタート燃料噴射装置を起動する工程と、
エンジン運転パラメータを検出する工程と、
前記電子制御スロットル弁と前記アイドル速度制御弁とを起動してエンジン排出ガスを低減する工程とを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用の燃料送給システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車業界で使用されているタイプの従来のガソリン用内燃機関では、手動起動のスロットル本体が、エンジン燃焼室の上流側において、インテークマニホールドと流体的に直列に配列されている。この手動制御スロットルは、スロットル弁のスロットル板が自動車のアクセルペダルの踏み込みと解除によって開閉するように、該アクセルペダルと機械的に連結されている。インテークマニホールド内におけるスロットル板の開閉は、インテークマニホールドを通る空気の流量を制御することは言うまでもない。
【０００３】
周知の内燃機関用の手動起動スロットルは、エンジンの高回転での運転中は良好に作動するが、アイドリング及び／またはコールドスタート運転中は、エンジンの燃焼室への空気流量を自身で制御するには向いていない。手動起動スロットルが、エンジンのアイドリング及び／またはコールドスタート運転中は空気の流量を制御できないのは、まず、アイドリング及びコールドスタート両運転中を含む、あらゆるエンジン運転条件下において、エンジンからの有害な排出ガスレベルの低下に対する要求が高まりつつある政府の排出ガス基準によるものである。
【０００４】
このような内燃機関用の手動制御スロットルの不適合を修正するため、バイパス通路が手動式スロットルの上流側に入口部を含み、手動式スロットルの下流側に出口部を含むように、手動式スロットルの周りにバイパス通路を配置したものがある。よって、アイドリング及びコールドスタートの両運転中は、エンジンへの空気流が、主要となるインテークマニホールドではなく、バイパス通路を通るようになる。
【０００５】
アイドリング及びコールドスタートの両運転中、バイパス通路を通る空気流を制御するために、これら周知の燃料送給システムは、バイパスガスフロー通路と流体的に直列に接続したアイドリング速度制御弁を利用している。そして、一般的にマイクロプロセッサによるエンジン制御装置（ＥＣＵ）が、アイドル速度制御弁を、完全閉鎖位置と完全開放位置との間で起動制御して、それによりガスフロー通路を通るガス流を変化させる。一般的に、これらアイドル速度制御弁は線形弁であるので、その完全閉鎖位置と完全開放位置との間を可変開放できる。
【０００６】
コールドスタート運転中にエンジンへの混合気を正確に制御するため、バイパス通路内にコールドスタート燃料噴射装置を設ける方法も知られている。このコールドスタート燃料噴射装置は、エンジンのコールドスタート運転中に利用する多点燃料噴射装置の代わりに燃料をエンジンに供給する。コールドスタート燃料噴射装置を使用することにより、コールドスタート運転中は、ＥＣＵによって混合気を正確に制御することができるようになり、よって、エンジンからの有害な排出ガスを最低限に抑えることができる。さらに、これらのコールドスタート燃料噴射装置の多くは、一種の、あるいはそれ以外の加熱要素を、バイパス通路の、内燃機関に導入される手前に有しており、バイパス通路内の燃料の気化を高めることにより、燃費を下げ、エンジン効率を高め、有害な排出ガスを低減している。
【０００７】
しかし、手動制御スロットルとアイドル速度制御弁の両者を使用することによる一つの欠点は、アイドル速度制御弁が、手動制御スロットル自体の使用に加え、燃料送給システムの全体的なコストを必ず増加させてしまうということである。しかし、今までは政府の排出ガス基準を満たすために、手動起動スロットルと組み合わせてアイドル速度制御弁を使用する必要があった。
【０００８】
最近、インテークマニホールドのスロットル弁、一般的にはスロットル板の起動を電動モータで制御する電子制御スロットル弁が導入されている。そして、ＥＣＵが、車両のアクセルペダルに付随する電子センサだけでなく、各種エンジン運転条件及びエンジンパラメータに呼応して電動モータの起動を制御する。ＥＣＵは、あらゆるエンジン運転条件下においてスロットルの開閉度を正確に制御することができるので、電子制御スロットル弁は、以前使用していたような手動スロットル弁だけでなく、アイドル速度制御弁とも置き換えることができる。電子制御スロットル弁を使用すると、エンジン排出ガスが低下するだけでなく、牽引制御や車両走行制御も改善される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
政府の排出ガス基準を満たすために必要なインテークマニホールドを通る空気流を正確に制御するには、電子制御スロットル弁とそれに付随するスロットル本体を高精度で製造する必要があった。これにより、電子制御スロットル弁とそれに付随する本体との全体的な製造コストが増加した。さらに、電子制御スロットル弁とそれに付随する本体を、内燃機関の耐用年数の間ずっと高精度に保つのは困難である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、周知のシステムの上記の欠点すべてを克服する内燃機関用燃料送給システムを提供する。
【００１１】
簡単に言えば、本発明の燃料送給システムは、従来の吸気弁を介して、一つ以上の燃焼室と、選択的且つ流体的に接続されたインテークマニホールドを有するタイプの内燃機関とともに使用するように提供されたものである。バイパスガスフロー通路も、インテークマニホールドに開口した入口部と及びインテークマニホールドに開口すると共に入口部より下流側に位置する出口部を有する。
【００１２】
電子制御スロットル弁は、インテークマニホールド内に機能的に配置されている。スロットル弁は、開閉位置の間を線形に移動してインテークマニホールドを通る空気流を制御する。
【００１３】
アイドル速度制御弁は、バイパスガスフロー通路内で直列に機能的に配設されている。このアイドル速度制御弁も、開閉位置の間を移動して、バイパスガスフロー通路内を通る空気流を制御することができる。さらに、スロットル弁は、閉位置においては、吸入口のすぐ下流側の位置で、インテークマニホールドを通る空気流を閉鎖してバイパスガスフロー通路へ流す。よって、スロットル弁が閉位置、またはほぼ閉位置にあるときには、バイパスガスフロー通路を通る空気流は、主としてアイドル速度制御弁によって制御される。
【００１４】
電子制御システム、またはユニット（ＥＣＵ）は、スロットル弁の起動だけでなく、アイドル速度制御弁も制御する。ＥＣＵはマイクロプロセッサに基づくものが好ましい。
【００１５】
任意で、コールドスタート燃料噴射装置にバイパスガスフロー通路を備えてもよい。ＥＣＵは、コールドスタート燃料噴射装置の起動を制御して、エンジンのコールドスタート運転中に燃料をバイパスガスフロー通路に噴射する。従来のヒータを任意でバイパス通路内に配置して、コールドスタート燃料噴射装置によって噴射した燃料の気化を促す。
【００１６】
本発明のもう一つの形態では、第１と第２の電子制御スロットル弁は、インテークマニホールド内に位置する。第１のスロットル弁は、インテークマニホールドを通る空気流を制御し、第２のスロットル弁は、バイパスガスフロー通路内へ空気を方向転換させる。第１と第２の電子制御スロットル弁は、インテークマニホールドに直列で取り付けても、あるいは、インテークマニホールドを通る空気流を制御する第１のスロットル弁と、バイパスガスフロー通路内への空気流を制御する第２のスロットル弁と平行に取り付けてもよい。
【００１７】
ＥＣＵは、第１と第２の電子制御スロットル弁両者の起動を制御する。さらにコールドスタート燃料噴射装置は、任意にバイパスガスフロー通路を設け、エンジンのコールド運転中にバイパスガスフロー通路に燃料を噴射することもできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明をより理解しやすくするため、図面に基づいて説明する。なお、いくつかの図面において、同様の部品は同様の参照符号で表すものとする。
【００１９】
図１に、内燃機関２２（略図でのみ示す）に使用する燃料送給システム２０の第１の好ましい実施形態を示す。内燃機関２２は、空気を導入する吸入口２６を有するインテークマニホールド２４を備える。インテークマニホールド２４は、従来では吸気弁３０を介して吸入口２６を内燃機関２２の燃焼室２８に流体的に接続する。
【００２０】
さらに図１を参照すると、バイパスガスフロー通路３２は、インテークマニホールド２４に開口する入口部３４を有する。同様にバイパス通路３２は、インテークマニホールド２４に開口する出口部３６を入口部３４の下流側に有する。
【００２１】
電子制御スロットル弁３８は、インテークマニホールド２４内に機能的に配置されている。スロットル弁３８は、開位置と閉位置（図１に示す）の間を移動してインテークマニホールド２４内の空気流を制御することができる線形弁である。さらに、閉位置では、スロットル弁３８のスロットル板４０は、インテークマニホールド２４を横切って配設されるとともに、バイパス通路３２の吸気口３４のすぐ下流側でインテークマニホールド２４を実質的に閉鎖する。よって、その閉位置においては、スロットル弁３８は、以下に詳しく説明するように、空気流をバイパス通路３２内へと方向転換させる。
【００２２】
図２を参照しながら説明すると、ブロック図で示す電子制御弁３８は、スロットル板４０の開放角度の関数として、インテークマニホールド２４を選択的に開閉するスロットル板４０を有する。例えばＤＣサーボモータのようなモータ４２は、ブロック図でのみ示すように、歯車装置４４を介してスロットル板４０に機械的に連結されており、モータ４２の位置がスロットル板４０の位置を制御する。
【００２３】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）４６は、スロットル起動制御装置４８を介してモータ４２の起動を制御する。スロットル位置センサ５０は、スロットル板４０の実際の位置を検出すると共に、スロットル板４０の位置を表す電気出力信号を生成する。この電気信号は、スロットル起動制御装置４８、または任意でＥＣＵ４６へのフィードバック信号として連結されている。デフォルト機械的機構５２（ブロック図でのみ示す）も、スロットル板４０に機械的に連結されており、電子スロットル制御が不良となった場合にスロットル板４０のデフォルトの位置を設定する。
【００２４】
ＥＣＵ４６が電子制御スロットル弁３８の起動を制御するので、スロットル板４８の開度が、ＥＣＵ４６によって必要に応じて正確に変化せしめられ、低排出ガスと、効率のよいエンジン運転、牽引制御、車速制御などを実現する。
【００２５】
図１を再び参照すると、本発明の燃料送給システム２０は、さらに、バイパス通路３２と機能的に直列に位置するアイドル速度制御弁６０を有する。好ましくは、アイドル速度制御弁６０を入口部３４のすぐ下流側のバイパス通路３２と流体的に連結する。
【００２６】
好ましくは、アイドル速度制御弁６０は線形弁であり、完全閉鎖位置と完全開放位置との間で可変開放が可能である。ＥＣＵ４６は、アイドル速度制御弁６０と電気的に接続されており、アイドル速度制御弁６０の起動、すなわち開度を制御できる。
【００２７】
任意で、コールドスタート燃料噴射装置６２は、バイパス通路３２に開口する出口部を有する。コールドスタート燃料噴射装置の例として、２００１年８月２８日に発行された、ここにそのまま引用している米国特許第６，２７９，５４９号がある。エンジンのコールドスタート運転中、また、任意でアイドル速度空気流状態において、ＥＣＵ４６はコールドスタート燃料噴射装置６２を起動して、燃料をバイパス通路３２に噴射する。さらにバイパス通路３２は、１つ以上の加熱要素６４を有し、コールドスタート燃料噴射装置６２によってバイパス通路３２に噴射された燃料の気化を促す。
【００２８】
運転中、そして、エンジンがアイドル速度エンジン運転状態であると仮定すると、スロットル弁３８は、図１に示すように、スロットル弁３８がインテークマニホールド２４を実質的に閉鎖する位置にある。すると、スロットル弁３８のスロットル板４０が、導入した空気をバイパス通路３２内に方向転換させる。よって、エンジンのアイドル運転中は、空気はインテークマニホールド２４の吸入口２６から導入され、入口部３４とバイパス通路３２を通り、バイパス通路出口部３６を通って燃焼室２８に入る。エンジンのコールドスタート運転中は、ＥＣＵ４６によってコールドスタート燃料噴射装置６２も起動して、エンジンの暖機運転中に採用される多点燃料噴射装置６６に代わって燃料をエンジン燃焼室２８へ供給する。
【００２９】
アイドル速度制御弁６０とスロットル弁３８の両者の開度が電子制御されるので、エンジン燃焼室２８への空気流と燃料補給が、電子スロットル弁３８とアイドル速度制御弁６０の両者の開度を調整することによって正確に制御され、エンジン効率と経済性を最大限とするだけでなく、有毒な排出ガスを最小限に抑えることができる。また、ＥＣＵ４６によるスロットル弁３８とアイドル速度制御弁６０の制御は、牽引制御や車速制御などにも採用される。
【００３０】
ともにＥＣＵによって電子制御されるアイドル速度制御弁６０とスロットル弁３８の両者を使用する主な利点は、アイドル速度制御弁６０の開閉度がスロットル弁３８の製造許容誤差を補正するという点である。よって、スロットル弁３８の高精度な製造と、それに伴う製造コストの上昇を避けることができる。
【００３１】
本発明の燃料システムの製造コストをさらに減らすため、バイパス通路３２とインテークマニホールド２４とを単一の一体構造で製造するのが好ましい。
【００３２】
図３に、本発明の燃料送給システム２００のさらに好ましい実施形態が示してある。図３に示す燃料送給システム２００は、従来の吸気弁３０を介してエンジン燃焼室２８に流体的に連結したインテークマニホールド２４を有する。バイパスガスフロー通路３２は、図１に示した実施形態と同様に、インテークマニホールド２４に開口した入口部３４と、インテークマニホールド２４に開口した、入口部３４の下流側に位置する出口部３６を有する。
【００３３】
前述のように、電子制御スロットル弁３８は、バイパス通路入口部３４のすぐ下流側に、インテークマニホールド２４と流体的に直列に配設されている。よって、閉位置にある時には、スロットル弁３８は、空気流をバイパス通路３２内へ方向転換する。
【００３４】
しかしながら、図３に示す本発明の実施形態は、図１の実施形態の可変起動アイドル速度制御弁６０が完全に開くか、完全に閉じる、すなわちオン・オフバルブであるアイドル速度制御弁２０２に置き換えられている点において、図１に示す本発明の実施形態とは異なる。ＥＣＵ４６は、弁２０２の起動を制御して、バイパス通路３２を通る空気流を調整する。
【００３５】
図３に示す燃料送給制御システム２００の利点は、弁２０２の単純化された構成により、図３の実施形態の製造コストが図１の燃料送給システム２０より安いということである。しかし、バイパス通路内のガス流の正確な制御に関しては、燃料送給システム２００でも、ＥＣＵ４６による弁２００のデューティサイクルの制御によって達成することができる。
【００３６】
図３及び４を参照する。図３は、エンジンの非アイドル運転中における燃料送給システム２００の操作を示す。このモードでは、弁２０２は閉位置にあり、よって、バイパス通路３２にはガスは流れない。アイドル運転をしていない状態では、スロットル弁３８の開放角度は、エンジン燃焼室２８への空気流を制御する。
【００３７】
逆に、図４に示すようなアイドル状態においては、スロットル弁３８は閉位置にあり、よって、導入した空気流をバイパス通路３２内へ方向転換する。このようなアイドル状態中は、弁２０２は開き、よって空気流がバイパス通路３２内に流れる。さらに、エンジンのコールドスタート運転中は、コールドスタート燃料噴射装置６０が多点燃料噴射装置６６の代わりにエンジンに燃料を供給する。アイドル状態中は、さらに弁２０２のデューティサイクルと、スロットル弁３８の正確な開放角度の両方をＥＣＵ４６で制御して、低排出ガスと、牽引制御、走行制御などの改善を実現する。
【００３８】
図５及び６には、本発明の燃料送給システム３２０のさらにもう一つの実施形態を示しており、前述のように、第１の電子制御スロットル弁３８がインテークマニホールド２４内に機能的に直列に配設されている。上記のようにスロットル弁３８は、図５に示す閉位置と、図６に示すさらに開いた位置との間をＥＣＵ４６によって可変開放される。
【００３９】
本発明の前述の実施形態とは異なり、図５及び６に示す実施形態は、第１のスロットル弁３８の上流側、且つバイパス通路３２の入口部３４のすぐ上流側に位置する第２の電子制御スロットル弁３２２を有する。よって、スロットル弁３２２は、それが閉位置（図５）にある時には、空気をバイパス通路３２内に、また、開放位置（図６）にある時には、スロットル弁３８を通過して流れるように方向転換する。第２のスロットル弁３２２は、開位置（図６）と実質的に閉じた位置（図５）との間をＥＵ４６によって可変移動する。実際は、ＥＣＵ４６の制御下で運転している間は常に、第１と第２の電子制御スロットル弁３８及び３２２がエンジンへの空気流を制御する。
【００４０】
図５及び図７を参照すると、図５では、コールドスタート燃料噴射装置６０によって噴射された燃料を含む、バイパス通路３２を通るすべての空気流は、エンジン吸気弁３０の上流側の出口部３６からインテークマニホールド２４に導入される。しかし、図７に示す変形例では、蒸気／空気混合装置３３０を採用して、混合気をバイパス通路３２から導入する。混合装置３３０は、混合気をバイパス通路から小穴を通してインテークマニホールド２４の略全領域にわたって導入する多孔ミキサを備えるのが好ましい。このように混合することにより、エンジン燃焼室２８への導入の前の燃料気化作用を高める。
【００４１】
図８及び９には、本発明の燃料送給システム４２０のさらにもう一つの好ましい実施形態を示す。燃料送給システム４２０は、インテークマニホールド２４内に流体的に直列に配置された、第１の電子制御スロットル弁４２２及び第２の電子制御スロットル弁４２４を備える。しかし、本発明の上述の実施形態とは異なり、第１のスロットル弁４２２は、バイパス通路３２の出口部３６と並んでいる。よって、閉位置、もしくはほぼ閉じた状態（図８）では、スロットル弁４２２のスロットル板４２３は、バイパス通路出口部３６のすぐ下流側に位置することになる。
【００４２】
逆に、第２のスロットル弁４２４のスロットル板４２５は、バイパス通路３２への入口部３４のすぐ下流側に位置する。ＥＣＵ４６は、起動、すなわち両スロットル弁４２２及び４２４の開度を制御し、インテークマニホールド２４とバイパス通路３２の両者を流れる空気流を制御して、希望の性能を実現する。
【００４３】
コールドスタート燃料噴射装置６２は、上述のように、ＥＣＵ４６の制御下にあるバイパス通路３２に燃料を任意で噴射する。バイパス通路３２の中に位置し、任意でスロットル弁４２２を備えた電気ヒータ６４が、燃料の気化を促進する。
【００４４】
図８は、アイドル状態にある燃料制御システム４２０の操作を示す。このようなアイドル状態では、スロットル弁４２４は、実質的に閉位置にあり、よって、空気をバイパス通路３２に方向転換する。第１のスロットル弁４２２の調節により、混合気と同様にエンジン燃焼室２８への空気流を制御する。
【００４５】
逆に、図９は、非アイドルモードにおける燃料送給システム４２０の操作を示す。非アイドルモードでは、スロットル弁４２４は完全開放位置まで移動し、ＥＣＵ４６の制御下にあるスロットル弁４２２は、エンジン燃焼室２８への空気送給を制御する。
【００４６】
図１０には、本発明の燃料送給システム５２０のさらにもう１つの変形例を示す。システム５２０は、インテークマニホールド２４と直列に配設した第１の電子制御スロットル弁５２２を有する。ＥＣＵ４６は、上述のように、エンジンの非アイドル状態におけるスロットル弁５２２の起動、そして開度を制御する。
【００４７】
しかし、燃料供給システム５２０は、さらに、第１のスロットル弁５２２と平行にインテークマニホールド２４内に取り付けた、第２の電子制御スロットル弁５２４を備える。さらに、第２のスロットル弁５２４は、バイパス通路３２と流体的に直列に接続してあり、よって、バイパス通路３２内を通る空気流を制御する。
【００４８】
運転中、ＥＣＵ４６は、スロットル弁５２２及び５２４の、エンジンのアイドル運転中及び他のエンジン状態における起動を制御し、バイパス通路３２とインテークマニホールド２４内に希望の空気流を供給する。コールドスタート燃料噴射装置６２は、エンジンのコールド運転中にバイパス通路３２内の空気流に燃料を任意に供給する。
【００４９】
図１１には、本発明の燃料送給システム６２０のさらにもう一つの好ましい実施形態を示す。図１１に示すシステム６２０は、図１に示す燃料送給システム２０と実質的には同じである。しかし、図１のシステム２０とは異なり、排気ガス通路６２２が、アイドル速度制御弁６０の下流側においてバイパス通路３２へのエンジン排出ガスの一部を流体的に接続している。排気ガス再循環弁６２４が排気ガス再循環通路２２と流体的に直列に接続されており、バイパス通路３２を通る排気ガスの再循環を制御する。よって、排気ガス再循環弁６２４が閉じると、バイパス通路３２には排気ガスが再循環しない。逆に、排気ガス再循環弁２４が開くと、排気ガスが排気ガス再循環通路６２２を通って、アイドル速度制御弁６０の下流側で、好ましくは、コールドスタート燃料噴射装置６２のすぐ上流側にあるバイパス通路３２内へ流れる。ＥＣＵ４６は、排気ガス再循環弁６２４の起動を制御する。
【００５０】
図１１の燃料送給システム６２０の変形例を図１２に燃料送給システム６２０’として示す。図１２のシステム６２０’は、排出ガス再循環通路６２２が、アイドル速度制御弁６０の上流側においてバイパス通路３２と流体的に接続されている点のみが、図１１のシステム６２０と異なる。よって、システム６２０’が再循環によってバイパス通路３２に導入された排気ガスの量を積極的に制御する。このように、排気ガスの再循環の制御がより正確となる。
【００５１】
図１３には、電子制御スロットル弁と、電子制御スロットル弁の上流側の位置から電子制御スロットル弁の下流側の位置まで延在するバイパスガスフロー通路を有する内燃機関に使用する、好ましい燃料送給方法を示している。アイドル速度制御弁は、バイパスガスフロー通路と直列に配置され、また、コールドスタート燃料噴射装置は、バイパスガスフロー通路と機能的に接続されており、起動すると、燃料をバイパスガスフロー通路に噴射する。電気制御ユニット（ＥＣＵ）が、電子制御スロットル弁と、アイドル速度制御弁とコールドスタート燃料噴射装置の起動を制御する。
【００５２】
ステップ７００では、ＥＣＵは、コールドエンジン状態を検出する。冷却水温度センサのような従来の手段を使用して、コールドエンジン状態を判断する。そしてステップ７００からステップ７０２に進む。
【００５３】
ステップ７０２では、ＥＣＵがアイドル速度制御弁を起動してバイパスガスフロー通路を通って空気を流し始める。アイドル速度制御弁は、オン・オフ弁、またはＥＣＵによって可変開放可能な弁のいずれかでよい。そして、ステップ７０２からステップ７０４へ進む。
【００５４】
ステップ７０４において、ＥＣＵは、コールドスタート燃料噴射装置を起動して、燃料をバイパスガスフロー通路に噴射する。ステップ７０４の燃料噴射は、連続的でもよいし、またはＥＣＵ制御によるデューティサイクルでもよい。さらに、バイパスガスフロー通路にヒータを設けて燃料の気化を促進してもよい。そしてステップ７０４からステップ７０６へ進む。
【００５５】
ステップ７０６において、ＥＣＵは、エンジン運転パラメータを示す入力信号を受信する。これらセンサには、排気ガス流、エンジン冷却水温度などと連通する酸素センサが含まれていてもよい。そしてステップ７０６からステップ７０８へ進む。
【００５６】
ステップ７０８において、ＥＣＵは、プログラム化されたアルゴリズムを使って、電子制御スロットル弁とアイドル速度制御弁の両者へ出力信号を生成し、エンジンへ送給された可燃充填物の空燃比を制御して、有毒な排出ガスを最低限に抑えると共にエンジン効率を最大限に高める。そして、ステップ７０８からステップ７０６へ戻り、エンジンが暖まるまでステップ７０６と７０８を繰り返す。
【００５７】
これまで説明してきたように、本発明は、あらゆるエンジン運転状態において正確な燃料送給制御を実現できる内燃機関用の新規な燃料送給システムを提供する。本発明について説明してきたが、本発明は、添付の請求項の範囲によって定義された本発明の精神にもとることなく、さまざまな変更が可能であることは、当業者によって理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態を示す略図である。
【図２】図２は、従来の電子制御弁を示すブロック図である。
【図３】図１に類似する略図であり、その変形例を示す。
【図４】図３に類似する図であり、アイドル状態を示す。
【図５】アイドル状態における本発明のさらに好ましい実施形態の略図である。
【図６】図５に類似する図であり、非アイドル状態におけるシステムを示す。
【図７】図５に類似する図であり、その変形例を示す。
【図８】アイドル状態における本発明のさらに好ましい実施形態の略図である。
【図９】図８に類似する図であり、非アイドル状態を示す。
【図１０】本発明のさらに好ましい実施形態を示す略図である。
【図１１】図４に類似する略図であり、その変形例を示す。
【図１２】図１１に類似する略図であり、その変形例を示す。
【図１３】本発明の好ましい方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０…燃料供給システム、２２…内燃機関、２４…インテークマニホールド、２６…吸入口、２８…燃焼室、３０…吸気弁、３２…バイパスガスフロー通路、３４…入口部、３６…出口部、３８…電子制御スロットル弁、４０…スロットル板、４６…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、６０…アイドル速度制御弁、６２…コールドスタート燃料噴射装置、６４…加熱要素、６６…多点燃料噴射装置。
【図１】
2004076730.tif 000003
【図２】
2004076730.tif 000004
【図３】
2004076730.tif 000005
【図４】
2004076730.tif 000006
【図５】
2004076730.tif 000007
【図６】
2004076730.tif 000008
【図７】
2004076730.tif 000009
【図８】
2004076730.tif 000010
【図９】
2004076730.tif 000011
【図１０】
2004076730.tif 000012
【図１１】
2004076730.tif 000013
【図１２】
2004076730.tif 000014
【図１３】
2004076730.tif 000015