JP2508577Y2 - 内燃機関の燃料圧力制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、内燃機関の燃料圧力制御装置に関し、とく
に高温再始動時に燃圧の上昇をはかって高温再始動性を
向上させた燃料圧力制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の燃料圧力調整においては、燃料タンクからポン
プにより汲み上げられた燃料は、デリバリパイプを介し
て各インジェクタに供給され燃焼室に噴射されるが、イ
ンジェクタから燃料タンクへの燃料リターン系にダイヤ
フラムタイプのプレッシャレギュレータを設け、そのダ
イヤフラム室に吸気管負圧を導き、燃圧とダイヤフラム
圧とのバランスにより燃料リターン量を制御し、燃料圧
力の吸気管圧力に対する相対圧を一定に保つようにして
いる。これによって、噴射時間のみを制御することによ
り噴射量を制御できるようになっている。

プレッシャレギュレータは、従来、第９図に示す構成
をもつ。プレッシャレギュレータ１は、バルブ体２を備
えたダイヤフラム３によって二室４、５に画成されてお
り、ダイヤフラム室４にはスプリング６が設けられると
ともにダイヤフラム室４は吸気管（図示略）に連通さ
れ、室５は燃料リターン系の一部を構成している。

しかし、高速走行あるいは特に燃料消費量の多い登坂
走行からのデッドソーク中はエンジンルーム内が高温に
なるため、インジェクタ内に燃料ベーパが発生し、この
ベーパにより高温再始動時に希薄混合気が供給され、始
動不能に陥ることがある。

この問題の対策として、第10図に示すように、吸気管
７とプレッシャレギュレータ１との連通路８に、プレッ
シャレギュレータ１のダイヤフラム室への連通を吸気管
負圧と大気圧とに切換える切換弁９（たとえばバキュー
ムスイッチングバルブ）を設けた構造が知られている
（実開昭57-193965号公報、実開昭58-24435号公報
等）。このような装置においては、高温再始動時には切
換弁９が切換えられてプレッシャレギュレータ１のダイ
ヤフラム室に大気が導入され、それによって燃料圧力が
上昇され、ベーパの発生が抑制されるとともに、噴射時
間に対する燃料量が増加され、高温再始動性およびアイ
ドル安定性が向上される。

また、実開昭61-86568号公報には、過給機の過給圧
（正圧）を圧力タンクに蓄えておき、高温始動時にこの
過給圧をプレッシャレギュレータのダイヤフラム室に導
き、燃圧がダイヤフラムにかかってもプレッシャレギュ
レータを閉じ、燃料のリークを止めて、燃料圧力を高く
する技術が開示されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、従来構造には以下の問題がある。

実開昭57-193965号公報や実開昭58-24435号公報の構
造では、第11図に示すように、単にプレッシャレギュレ
ータ１のダイヤフラム室４を大気に開放するだけである
から、ダイヤフラム室４内の空気が自由に逃げ、燃料ポ
ンプにより圧送された燃料によって弁部２が押され気味
になり、スプリング力のみで燃料圧力が決まるととも
に、燃料リターン部の通路面積が広がる。弁部２は、ダ
イヤフラム室４のスプリング６により、閉じる方向に作
動しようとするが、燃料圧力がダイヤフラム下部にかか
るとその燃料圧力に負け、上方へ押されて燃料リターン
量が増え、燃料圧力が下がる。このスプリング力は、フ
ェーエルポンプの耐久性等の問題から制約があってそれ
程強くはできず、燃料圧力を十分に高くすることができ
ない。

また、実開昭61-86568号公報の装置では、ダイヤフラ
ム室に過給圧の高圧をかけてプレッシャレギュレータの
開弁を防いでいるため、燃料圧力が上昇し過ぎ、インジ
ェクタや燃料配管からの燃料洩れが生じる。洩れを防ぐ
には、剛性、強度アップが必要となり、装置が大型にな
って配置設計が難しくなり、またコストアップを招く。
また、過給圧は変動するため、圧力タンク内の圧力、す
なわちダイヤフラム室にかかる圧力が変化し、加圧力の
調整が必要となり、技術的に難しい。

本考案は、高温再始動時に燃料圧力を適度の大きさ
（大気圧＋α）に増大して、高温再始動性の向上をはか
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成する本考案の内燃機関の燃料圧力制御
装置は、次のものから成る。すなわち、 燃料タンクから燃料噴射手段へと送給される燃料の吸
気管圧力に対する相対圧力を、吸気管に連通されたダイ
ヤフラム室を有するプレッシャレギュレータによって一
定に制御する内燃機関の燃料圧力制御装置において、前
記ダイヤフラム室と吸気管との連通路に、機関の停止時
には開とされ機関の高温再始動時から所定時間経過する
までの間は閉とされて前記ダイヤフラム室に大気圧を閉
じ込める電気的に制御される開閉弁を設けた内燃機関の
燃料圧力制御装置。

〔作用〕

上記装置では、高温再始動時に、機関停止時には開と
されていた開閉弁が機関再始動時から所定時間経過する
迄の間閉じられ、プレッシャレギュレータのダイヤフラ
ム室内に所定時間大気圧が閉じ込められる。燃料圧力が
かかって弁体を支持するダイヤフラムがダイヤフラム室
方向に押されるとダイヤフラム室内の圧力は、体積の減
少に反比例してエアスプリング効果で、大気圧＋αの適
度の圧力に上昇される。上昇された空気圧とダイヤフラ
ム室内の金属スプリングの力との和により、燃料圧力に
よるダイヤフラムの押し上げ量が小にされ、リターン燃
料量が小に抑えられ、燃料圧力が増大される。ダイヤフ
ラム室が大気に開放される場合よりも燃料圧力は増大さ
れ、またダイヤフラムに過給圧をかける場合よりも燃料
圧力は小にされ、適度の圧力とされる。したがって、燃
料洩れ等を伴うことなく、高温再始動性が所定時間向上
される。

〔実施例〕

以下に、本考案の望ましい実施例を図面を参照して説
明する。

第１図ないし第４図は、本考案の第１実施例に係る内
燃機関の燃料圧力制御装置を示している。図において、
11はエンジン、12は吸気管、13はエアクリーナ、14はス
ロットルバルブ、15はエアフローメータをそれぞれ示し
ている。吸気通路には、燃料を噴射するインジェクタ16
が設けられており、エンジン11に吸入される混合気は、
スロットルバルブ14によって調整される空気量と、イン
ジェクタ16からの燃料量によって決定される。

燃料タンク17から燃料ポンプ18によって汲み上げられ
た燃料は、フィルタ19を通り、デリバリパイプ20から各
インジェクタ16に供給される。デリバリパイプ20にはパ
ルセーションダンパ21が設けられている。インジェクタ
16で噴射されなかった燃料は、リターン通路22を通して
燃料タンク17に戻される。このリターン通路22には、プ
レッシャレギュレータ27が設けられている。プレッシャ
レギュレータ27は、弁部23を備えたダイヤフラム24によ
って画成された燃料側の室25と空気が導入されるダイヤ
フラム室26との二室を有する。ダイヤフラム室26は、連
通路28を介して吸気管12と連通可能となっている。ダイ
ヤフラム室26内には、ダイヤフラム24を弁シート側に付
勢するスプリング29が介装されている。

ダイヤフラム室26と吸気管12との連通路28には、機関
高温再始動時から所定時間経過する迄の間閉とされる開
閉弁30が設けられる。開閉弁30が閉のときには、ダイヤ
フラム室26と吸気管12との連通が遮断され、ダイヤフラ
ム室26内には大気圧が閉じ込められる。開閉弁30は、た
とえば２方向タイプのマキュームスイッチングバルブか
らなっている。ダイヤフラム室26の容積を小にしてエア
スプリング効果を大にするために、開閉弁30は、第３図
に示すように、極力プレッシャレギュレータ27に近い位
置に設けられる。第３図における31は、ヘッドカバーを
示している。

開閉弁30は、制御装置としてのECU（エレクトロニッ
ク・コントロール・ユニット、電子制御装置）32に接続
されており、ECU32からの信号に基づいて開閉が制御さ
れる。ECU32には、エアフローメータ15からの信号33、
スロットルバルブ14からの吸入空気量信号34、エンジン
水温の暖機判断信号35、スタータ信号36が入力されてお
り、高温再始動時であるか否かを判断できるようになっ
ている。ECU32からは、機関の高温再始動時に所定時間
経過する迄は開閉弁30を閉方向に作動させる信号が発せ
られる。

ECU32における制御は、第４図に示すように行われ
る。水温信号（１は水温があるレベル以上、０はそのレ
ベル以下を示す）と吸気エア信号（１はオン、０はオフ
状態を示す）のアンド回路により機関が高温運転状態で
あることが判断され、これにスタータ信号を加えること
により、高温再始動時であることが判断される。高温再
始動時であることが検知されると、開閉弁30に通電さ
れ、開閉弁30が閉じられる。この開閉弁30の閉作動は、
ソフトタイマによりある適当な時間ｔだけ継続され、そ
の後に開閉弁30への通電が停止され、開閉弁30が開とさ
れる。このように、開閉弁30は電気的に制御される。し
たがって、開閉弁30の閉弁時間は雰囲気温度によって左
右されない。

上記のように構成された実施例装置においては、通常
運転時には、プレッシャレギュレータ27のダイヤフラム
室26に吸気管圧力（負圧）が導入され、吸気管圧力の大
きさに応じて、プレッシャレギュレータ27により、燃料
リターン量がコントロールされることで燃料圧力が吸気
管圧力に対して相対的に一定に調圧される。

高温再始動時には、第４図に示したように、始動時の
水温が感知され、ある設定値以上の時、スタータ信号と
同期されて、一時的に開閉弁30が閉じられる。開閉弁30
が閉じられると、プレッシャレギュレータ27のダイヤフ
ラム室26には大気圧が閉じ込められる。燃料圧力によっ
てダイヤフラム24がダイヤフラム室26方向に押された場
合、ダイヤフラム室26内の空気の体積減少に反比例して
空気圧が上昇する。ダイヤフラム24は、スプリング29に
加え圧力上昇した空気圧により押されるので、弁開閉部
における通路面積は小に抑えられる。その結果、燃料リ
ターン量が小に抑えられ、従来の単なる大気開放の場合
に比べ燃料圧力が高められ、燃料ベーパの発生が抑えら
れる。

また、開閉弁30を極力プレッシャレギュレータ27の位
置に近づけることで、上記空気圧上昇効果（空気バネ効
果）は高められる。開閉弁30をプレッシャレギュレータ
27に近づける程、開閉弁30により密閉化された場合の空
気室容積が小になり、それだけダイヤフラム24変位によ
る空気圧上昇効果が高められる。第５図に示すように、
この容積が小さい程燃料圧力は上昇される（特性Ａ）。
この容積が大きくなると、従来の大気開放（特性Ｃ）の
場合と大差なくなる。

また、ダイヤフラムにかかる空気圧力は大気圧＋αで
あるから、過給圧のように高圧ではない。したがって、
燃料圧力も適度の圧力に上昇され、インジェクタ燃料配
管からの燃料の洩れは生じない。

さらに、開閉弁30は、連通路28を開閉するだけの機能
でよいので、第６図に、模式的に示すように２方向タイ
プの単なる開閉弁でよく、第７図に比較のために示した
従来の吸気管圧力と大気圧とに切換える３方向タイプの
切換弁40に比べ、構造的に簡素化される。

つぎに、第８図に本考案の第２実施例を示す。本実施
例においては、開閉弁として前述の従来例と同様の３方
切換弁50が用いられ、該３方切換弁50の大気ポート50a
側にチェックバルブ51が接続されている。その他の部分
の構成は、第１実施例と同一か又はそれに準じるので、
第１図と対応する部位に同一の符号を付すことにより説
明を省略する。

このような実施例装置においては、高温再始動時に
は、３方切換弁50はチェックバルブ51が接続されたポー
ト側に切換えられ、ダイヤフラム室26がチェックバルブ
51で密閉される。チェックバルブ51は、とくにダイヤフ
ラム室26側が大気圧よりも高い場合、ダイヤフラム室26
からの空気の洩れを略完全に遮断できるので、密閉化が
一層確実になる。その他の作用は第１実施例に準じる。

〔考案の効果〕

本考案の内燃機関の燃料圧力制御装置によれば、プレ
ッシャレギュレータのダイヤフラム室と吸気管との連通
路に、機関の停止時には開とされ高温再始動時から所定
時間経過するまでの間は閉とされる電気的に制御される
開閉弁を設けて、高温再始動時にダイヤフラム室内に大
気圧を所定時間閉じ込めるようにしたので、ダイヤフラ
ムが変位したときのダイヤフラム室内の圧力を大気圧＋
αの適度の大きさの圧力とすることができ、燃料配管等
からの燃料洩れを生じることなく、燃料ベーパの発生を
抑えて高温再始動性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係る内燃機関の燃料圧力
制御装置の機器系統図、 第２図は第１図の装置のプレッシャレギュレータの断面
図、 第３図は第１図の装置を用いた内燃機関の部分斜視図、 第４図は第１図の装置のECUにおける制御タイミングチ
ャート、 第５図はダイヤフラム室容積と配管容積との和と燃料圧
力との関係図、 第６図は第１図の装置を部分的にかつ模式的に表わした
概略構成図、 第７図は従来装置を模式的に表わした概略構成図、 第８図は本考案の第２実施例に係る内燃機関の燃料圧力
制御装置の機器系統図、 第９図は一般的なプレッシャレギュレータの断面図、 第10図は従来装置における内燃機関の部分斜視図、 第11図は従来のプレッシャレギュレータの作動を説明す
るための第８図の装置の断面図、 である。 11……エンジン 12……吸気管 14……スロットルバルブ 16……インジェクタ 17……燃料タンク 18……燃料ポンプ 20……デリバリパイプ 22……リターン通路 23……弁部 24……ダイヤフラム 25……燃料側の室 26……ダイヤフラム室 27……プレッシャレギュレータ 29……スプリング 30……開閉弁 32……ECU 50……開閉弁としての３方切換弁 51……チェックバルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−32160（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−86568（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−28264（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−71349（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンクから燃料噴射手段へと送給され
   る燃料の吸気管圧力に対する相対圧力を、吸気管に連通
   されたダイヤフラム室を有するプレッシャレギュレータ
   によって一定に制御する内燃機関の燃料圧力制御装置に
   おいて、前記ダイヤフラム室と吸気管との連通路に、機
   関の停止時には開とされ機関の高温再始動時から所定時
   間経過するまでの間は閉とされて前記ダイヤフラム室に
   大気圧を閉じ込める電気的に制御される開閉弁を設けた
   ことを特徴とする内燃機関の燃料圧力制御装置。