JPH01142231A - 燃料供給装置およびその制御方法 - 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、自動車用内燃機関の燃料供給装置およびその
制御方法に関する。

（従来の技術） 近年のエンジンの高性能化に伴ってエレクトロニックフ
ューエルインジェクションシステム、特にマルチポイン
トインジェクションシステム装着車が急増している。

従来の一般的なマルチポイントインジェクションシステ
ムとしては特公昭５５−　５７４号公報に記載のものが
あり、このマルチポイントインジェクションシステムは
エアフローメータで検出した吸入空気量によりコンピュ
ータの基本噴射量マツプからインジェクタ駆動パターン
（デユーティ。

周期および噴射タイミング）を選定し、また０２センサ
からの検出信号に基づき任意のデユーティ増減を行うこ
とによって、全運転領域においてエンジンを理論空燃比
となるよう制御し、燃費と排ガス浄化との両立を図つで
いた。

（発明が解決しようとする問題点） しかし上記のような従来のマルチポイントインジェクシ
ョンシステムを構成する場合、システムのコンポーネン
トがキヤプレタ方式と比較して高価であること、そのな
かでも高価なインジェクタが気筒数だけ必要でありさら
に低温始動性向上のため別個に専用インジェクタを必要
としコンポーネントの数が多くなること等の理由により
、非常にコスト高となり、また制御ロジックが複雑であ
るという問題が生じていた。

このため、コスト的にはキャブレタに近く性能的にはマ
ルチポイントインジェクションシステムに近づくようシ
ングルポイントインジェクションシステムが開発されて
きたが、このシングルポイントインジェクションシステ
ムにおいても、メインおよびコールドスタート用のイン
ジェクタを必要とし、コストの低廉化という目的を達し
得す。

またスロットルボディで燃料噴射を行うため分配が悪く
、過渡時の燃料供給遅れ等の問題が生じて性能的にも満
足のゆく水準に達していない。

この発明は、上記のような従来の燃料供給装置における
問題点を解決するために為されたものである。すなわち
本発明は、製品の低廉化を図ることが出来るとともに、
低温時やアイドリング時の軽負荷時における燃料霧化性
能および燃料分配性能を向上させることの出来る燃料供
給装置およびその制御方法を提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明による燃料供給装
置は、エンジンの吸気管に取付けられ燃料ポンプから供
給された燃料を吸気管内に連続噴射する噴射ノズルと、
この噴射ノズルと燃料ポンプとの間に接続された燃圧レ
ギュレータと、エンジンの吸入空気量検出手段と、この
吸入空気量検出手段からの検出信号に基づいて前記燃圧
レギュレータへ制御信号を出力するコンピュータを備え
ていることを特徴としている。

またこの発明による燃料供給装置の第２の態様はエンジ
ンの吸気管に取付けられ燃料ポンプから供給された燃料
を吸気管内に連続噴射する噴射ノズルと、この噴射ノズ
ルと燃料ポンプとの間に接続された燃圧レギユレータと
、噴射ノズルに空気を供給するエアポンプと、このエア
ポンプと噴射ノズルとの間に接続され噴射ノズルへ供給
される空気量をデユーティ制御するエアソレノイドと。

エンジンの吸入空気量検出手段と、エンジンの暖機状態
検出手段と、吸入空気量検出手段からの検出信号に基づ
いて前記燃圧レギュレータおよびエアソレノイドへ制御
信号を出力しまた暖機状態検出手段からの検出信号に基
づいてエアソレノイドへ制御信号を出力するコンピュー
タを備えていることを特徴としている。

また本発明による燃料供給装置の制御方法は。

エンジンの吸気管に噴射ノズルを取付けて吸気管内に燃
料を連続噴射し、噴射ノズルと燃料ポンプとの間に燃圧
レギュレータを接続し、吸入空気量検出手段によってエ
ンジンに吸入された空気量を検出し、この検出した吸入
空気量に基づいて前記燃圧レギュレータによる燃料の調
圧を制御することを特徴としている。

そして本発明による制御方法の第２の態様は。

エンジンの吸気管に噴射ノズルを取付けて吸気管内に燃
料を連続噴射し、噴射ノズルと燃料ポンプとの間に燃圧
レギュレータを接続し、吸入空気量検出手段によってエ
ンジンに吸入された空気量を検出し、この検出した吸入
空気量に基づいて前記燃圧レギュレータによる燃料の調
圧を制御し、前記噴射ノズルにエアソレノイドを介して
エアポンプを接続し、エンジンの暖機状態を検出しその
検出したエンジンの暖機状態および前記検出した吸入空
気量に基づいて、エアソレノイドによる噴射ノズルへの
空気の供給をデユーティ制御することを特徴としている
ものである。

（作用） 上記本発明の第１の態様による燃料供給装置は、噴射ノ
ズルから燃料ポンプより供給された燃料がエンジンの吸
気管内に連続噴射され、この噴射ノズルへ供給される燃
料の圧力は、吸入空気量検出手段によって検出されたエ
ンジンの吸入空気量に基づいてコンピュータが燃圧レギ
ュレータを駆動制御することにより、調圧される。

また本発明の第２の態様による燃料供給装置は、前記第
１の態様による燃料圧の制御に加えて、暖機状態検出手
段による検出に基づきエンジンが低温始動を行うと判定
した場合には、コンピュータがエアソレノイドをデユー
ティ制御して噴射ノズルへ圧縮空気を補助的に供給して
燃料の微粒子化を促進する。またコンピュータは検出し
たエンジンの吸入空気量に基づいてエンジンがアイドリ
ング状態であると判定した場合には、同様にエアソレノ
イドをデユーティ制御して噴射ノズルへ圧縮空気を補助
的に供給して燃料の微粒子化を促進する。

本発明の第１の態様による制御方法は、インジェクタを
使用せず燃料供給を噴射ノズルによる連続噴射で行うこ
とにより、噴射タイミングの制御を不要とし、燃料の供
給量はエンジンへの吸入空気量に基づいて噴射ノズルへ
の燃圧を調圧することにより制御する。

また本発明の第２の態様による制御方法は。

上記のような第１の態様における制御方法に加えて、エ
アソレノイドをデユーティ制御することにより、エンジ
ンの低温始動時またはアイドリング時に噴射ノズルに圧
縮空気を補助的に供給し、燃料噴射における微粒子化を
促進する。これによって低温始動用の専用インジェクタ
を不要とする。

（実施例） 以下この発明を１図面に示す実施例に基づいてさらに詳
細に説明を行う。

第１図は本発明による燃料供給装置の実施例を示すもの
であって、この燃料供給装置は、吸入空気量や暖機状態
または空燃比等を検出するための検出手段、燃料供給手
段、エア供給手段およびこれら燃料供給手段およびエア
供給手段を制御するためのコンピュータとから構成され
ている。

検出手段は、エンジン１の吸気管２に取付けられた吸気
温センサ３および吸気圧センサ４．エンジン１の冷却機
に取付けられた水温センサ５゜吸気管２内のスロットル
バルブ６に取付けられたスロットルポジションセンサ７
およびエンジン１の排気管８に取付けられた空燃比セン
サ９とから成っている。

燃料供給手段は、フューエルタンクＩＯ，フューエルポ
ンプＩｔ、　フューエルフィルタ１２．燃圧レギュレー
タ」３および吸気管２に取付けられた噴射ノズル１４と
から成っている。またエア供給手段は、エアポンプ１５
．　エアレギュレータ１Ｂおよび噴射ノズル１４に接続
されたエアソレノイド１７から成っている。

そして、コンピュータ１８には、検出手段における吸気
温センサ３．吸気圧センサ４．水温センサ５、スロット
ルポジションセンサ７および空燃比センサ９が接続され
て各、センサからの検出信号（Ｔ　　、Ｐ　　、Ｔ　　
、Ｔｈ、　　λ）が入力され、さＡＩＮＷ らにエンジン回転数Ｎｅが入力され、これらの検出信号
に基づいて制御信号を燃圧レギュレータ１３およびエア
ソレノイド１７に出力するようになっている。

燃料レギュレータ１３は、第２図で示すような構造であ
って、フューエルポンプ１１に接続されたインレットポ
ート１３ａから入った燃料をアウトレットポート１３ｂ
から噴射ノズル１４に供給する。そしてバルブケース１
３ｃ内の燃料圧とスプリング１３ｄとがダイヤフラム１
３ｅを介して対向するようになっており、燃料圧とスプ
リング１３ｄとのバランスによってバルブ１３ｆとバル
ブシ、−ト１３ｇとの間隔が変化しリターンポート１３
ｈから環流される燃料の瓜を調節することによって、噴
出ノズル１４に供給する燃料圧を調圧するようになって
いる。またこの燃料レギュレータ１３はステップモータ
１３Ａを内蔵しており、このステップモータ１３Ａのロ
ータ１３ｉの回転によってシャフト１３ｊが軸方向に進
退され、スプリング１３ｄのホルダ１３にへの押圧力を
変えることによって負荷に応じた任意の燃料圧コントロ
ールが出来るようになっている。　　。

噴出ノズル１４は、第３図に示すように、燃料レギュレ
ータ１３に接続される燃料通路１４Ａとエアソレノイド
１７に接続されるエア通路１４Ｂが形成されており、ま
たエアノズル１４ｂの軸線が燃料ノズル１４ａの軸線に
対して所定角度θで交叉するよう形成されている。この
噴射ノズル１４は、第４図に示すように、スロットルバ
ルブ６の上流側において吸気管２の管壁に１個ないし複
数個取り付けられ、吸気管２内に燃料を連続噴射するよ
うになっている。なお前記エアノズル１４ｂと燃料ノズ
ル＋４ａの軸線の交叉角度θを３０″とし、かつエアノ
ズル１４ｂのエア噴射軸線αがスロットルバルブ６の端
部に指向するよう設定することが望ましい。

コンピュータ１８は、吸入空気量検出手段すなわち吸気
温センサ３．吸気圧センサ４．スロットルポジションセ
ンサ７および図示しないエンジン回転数センサから入力
される検出信号（ＴＡ。

Ｐ、Ｔ、Ｎｅ）に基づいてエンジン１の吸入Ｎ　　　ｈ 空気量すなわちエンジン負荷を算出し、噴射する燃料の
はを決定する。

第５図はこのコンピュータ１８における燃圧制御マツプ
を示すものであって、コンピュータ１８はこのマツプα
またはβに従いエンジン１の吸入空気量によって燃圧を
決定し、さらに第６図に示す燃圧レギュレータの基本特
性線図に従って燃圧レギュレータ１３へ印加パルスを出
力する。このコンピュータ１８からの印加パルスによっ
て燃圧レギュレータ１３はステップモータ１３Ａがパル
ス駆動され、スプリング１３ｄの押圧力が調節されるこ
とによって燃圧を所定の値となるよう調圧する。

またコンピュータ１８は、暖機状態検出手段である水温
センサ５からの検出信号（ＴＩ、）によって、低温始動
時には第７図に示すマツプγに従いエアソレノイド１７
へ制御信号を出力して、このエアソレノイド１７をデユ
ーティ制御する。またコンピュータ１８は、前記の吸入
空気量検出手段によって検出された吸入空気量から判断
して、エンジン１がアイドリング状態のときには低温始
動時の場合と同じくエアソレノイド１７へ制御信号を出
力してデユーティ制御する。

エアソレノイド１７は、上記のようなコンピュータ１８
からのデユーティ制御信号によって、エアポンプ１５か
らレギュレータ１Ｂを介して送られてくる圧縮空気をデ
ユーティ制御して噴射ノズル１４に供給する。噴射ノズ
ル１４では、第８図の燃料の微粒子化基本特性線図に示
すような特性に従って、圧縮空気により燃料の微粒子化
が行われる。

以上のような燃料供給装置における制御方法を第９図に
示すフローチャートに基づいてさらに説明すると、コン
ピュータ■８はエンジンスタート（ａ）後者センサから
の検出信号によって各パラメータの読込みを行う（ｂ）
。

次にエンジン冷却水の水温を比較（ｃ）して。

所定温度（本実施例の場合には１５℃）以下である場合
（ｄ）すなわちエンジンの低温始動時には。

エアポンプＩ５を駆動しくｅ）かつエアソレノイド１７
をデユーティ制御して噴射ノズル１４に圧縮空気を供給
するとともに燃圧レギュレーター３を第５図のマツプβ
に従ってパルス制御して噴射ノズル１４への燃圧を調圧
する（ｆ）。

またコンピューター８はさらに空燃比センサ９からの検
出信号λに基づいてエンジン１の空燃比λ１を算出しく
ｇ）、この空燃比λ　がλ１″、１である場合（ｈ）に
はマツプβに従ってそのまま制御を続けるが、λ１″、
１でない場合にはマツプβを補正（ｉ）して空燃比λ１
がλ１″、１となるよう制御する。

エンジン冷却水の水温が前記所定温度以上である場合（
ｊ）には、コンピュータ１８はエアポンプＩ５の駆動は
行わず９次に吸入空気量（エンジン負荷）からアイドリ
ング状態であるか否かを判断（ｋ）　Ｌ、アイドリング
状態である場合（（）には前記の低温始動時の場合と同
様にエアポンプ１５の駆動を行い（ｅ）、そしてマツプ
□βによる燃圧−制御およびエアソレノイド１７のデユ
ーティ制御を行う。またエンジンｌがアイドリング状態
でない場合（ｍ）には、エアポンプ１５の駆動は行わな
いで、燃圧レギュレーター３のみをマツプαに従って制
御（ｏ）　Ｌ、噴出ノズル１４への燃料の調圧を行う。

そしてさらにコンピューター８は空燃比センサ９からの
検出信号λに基づいてエンジンｌの空燃比λ　を算出し
くｐ）、この空燃比λ１がλ１″、１である場合（ｑ）
にはマツプαに従ってそのまま制御を続けるが、λ１″
、１でない場合（ｒ）にはマツプαを補正（Ｓ）して空
燃比λ１がλ１′、１となるよう制御する。

なお上記実施例において、エアノズル１４ｂと燃料ノズ
ル１４ａの軸線の交叉角度θを３０″とし、かつエアノ
ズル１４ｂのエア噴射軸線Ｘがスロットルバルブ６の端
部に指向するよう設定することにより、燃料がスロット
ルバルブの最も流速の速い部分に噴射されることとなり
、燃料の霧化および分配性の効率が最も向上する。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、インジェクタを使用しな
いため製品の低廉化を実現することができ、かつ燃料供
給を噴射ノズルによる連続噴射とし燃圧を燃圧レギュレ
ータによって調圧するようにしたことにより、制御ロジ
ックを非常に簡素化することが出来る。また低温始動時
またはアイドリング時に、エアソレノイドをデユーティ
制御して噴射ノズルに圧縮空気を補助的に供給する装置
および制御方法においては、エンジンの低負荷時におけ
る燃料の微粒子化を促進出来エンジンの安定駆動が可能
になるとともに、低温始動用のインジェクタが不要とな
るので、８１１品コストを一層ダウンさせることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は同実
施例における燃圧レギュレータを示す側断面図、第３図
は同実施例における噴射ノズルを示す側断面図、ｍ４図
は同噴射ノズルの取付は状態を示す側断面図、第５図は
燃圧制御のためのマツプ、第６図は燃圧レギュレータに
おける印加、パルスと燃圧との関係を示す特性線図、第
７図はエアソレノイドのデユーティ制御のためのマツプ
、第８図はエアソレノイドのデユーティ制御と燃料の微
粒子化の関係を示す特性線図、第９図は本発明による制
御方法を示すフローチャートである。 １・・・エンジン ２・・・吸気管 ３・・・吸気温センサ ４・・・吸気圧センサ ５・・・水温センサ ６・・・スロットルバルブ ７・・・スロットルポジションセンサ １１・・・フューエルポンプ １３・・・燃圧レギュレータ １４・・・噴射ノズル １５・・・エアポンプ Ｉ７・・・エアソレノイド １８・・・コンピュータ 出願人　　アイシン精機株式会社 代理人　　　弁理士　　加　藤　朝　道（他１名） Ｈ２図 １ス 第３図 第５図 第６図 □印加パルス 第７図 第８図 −一−アユ−Ｔイ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンの吸気管に取付けられ燃料ポンプから供給
   された燃料を吸気管内に連続噴射する噴射ノズルと、こ
   の噴射ノズルと燃料ポンプとの間に接続された燃圧レギ
   ュレータと、エンジンの吸入空気量検出手段と、この吸
   入空気量検出手段からの検出信号に基づいて前記燃圧レ
   ギュレータへ制御信号を出力するコンピュータを備えて
   いることを特徴とする燃料供給装置。 ２、エンジンの吸気管に取付けられ燃料ポンプから供給
   された燃料を吸気管内に連続噴射する噴射ノズルと、こ
   の噴射ノズルと燃料ポンプとの間に接続された燃圧レギ
   ュレータと、噴射ノズルに空気を供給するエアポンプと
   、このエアポンプと噴射ノズルとの間に接続され噴射ノ
   ズルへ供給される空気量をデューティ制御するエアソレ
   ノイドと、エンジンの吸入空気量検出手段と、エンジン
   の暖機状態検出手段と、吸入空気量検出手段からの検出
   信号に基づいて前記燃圧レギュレータおよびエアソレノ
   イドへ制御信号を出力しまた暖機状態検出手段からの検
   出信号に基づいてエアソレノイドへ制御信号を出力する
   コンピュータを備えていることを特徴とする燃料供給装
   置。 ３、エンジンの吸気管に噴射ノズルを取付けて吸気管内
   に燃料を連続噴射し、噴射ノズルと燃料ポンプとの間に
   燃圧レギュレータを接続し、吸入空気量検出手段によっ
   てエンジンに吸入された空気量を検出し、この検出した
   吸入空気量に基づいて前記燃圧レギュレータによる燃料
   の調圧を制御することを特徴とする燃料供給装置の制御
   方法。 ４、エンジンの吸気管に噴射ノズルを取付けて吸気管内
   に燃料を連続噴射し、噴射ノズルと燃料ポンプとの間に
   燃圧レギュレータを接続し、吸入空気量検出手段によっ
   てエンジンに吸入された空気量を検出し、この検出した
   吸入空気量に基づいて前記燃圧レギュレータによる燃料
   の調圧を制御し、前記噴射ノズルにエアソレノイドを介
   してエアポンプを接続し、エンジンの暖機状態を検出し
   その検出したエンジンの暖機状態および前記検出した吸
   入空気量に基づいて、エアソレノイドによる噴射ノズル
   への空気の供給をデューティ制御することを特徴とする
   燃料供給装置の制御方法。