JPH0447162A - 燃料噴射装置 - 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、例えば自動車用エンジン等に燃料を噴射供給
するのに好適に用いられる燃料噴射装置に関し、特に、
過給アシストエアによって噴射燃料を微粒化できるよう
にした燃料噴射装置に関する。

［従来の技術］ 第６図および第７図に従来技術の燃料噴射装置を示す。

図において、１は自動車のエンジン本体を示し、該エン
ジン本体１は、例えば４気筒のシリンダ２（１気筒のみ
図示）と、該シリンダ２内を往復動して、クランク軸（
図示せず）から回転出力を導出させるピストン３と、シ
リンダ２上に搭載されたシリンダヘッド４とから大略構
成されている。５はシリンダヘッド４の吸気側に接続さ
れた吸気管を示し、該吸気管５の先端側にはエアクリー
ナ６が設けられ、該エアクリーナ６の下流側には、吸入
空気量Ｑを検出するエアフロメータ７と、エンジンのア
イドル時に第６図に示す如（閉弁され、加速時に開弁さ
れ、吸入空気量Ｑの調整を行うスロットルバルブ８とが
設けられている。

ここで、該吸気管５は、スロットルバルブ８よりも下流
側が吸気温りとしてコレクタ５Ａとなり、該コレクタ５
Ａの下流側が各シリンダ２内とそれぞれ連通する分岐管
５Ｂ（１本のみ図示）となっている。即ち、該各分岐管
５Ｂはコレクタ５Ａと共に吸気マニホールドを形成し、
該各分岐管５Ｂはコレクタ５Ａから、例えば４本に分岐
してシリンダヘッド４の各吸気口と接続されるようにな
っている。また、９はシリンダヘッド４の各排気口と接
続された排気管を示し、該排気管９は排気マニホールド
等からなり、シリンダ２内の燃焼ガスを排気ガスとして
外部に排気させるようになっている。

１０は各分岐管５Ｂの下流端側に設けられた噴射弁（１
本のみ図示）を示し、該各噴射弁１０は電磁アクチュエ
ータを内蔵し、後述する燃料ポンプ１３からの燃料１２
を各シリンダ２内に向けて噴射するようになっている。

また、該各噴射弁１０の先端側にはエア室（図示せず）
が設けられ、このエア室は後述の過給アシストエアを噴
射燃料に向けて供給することにより、燃料の微粒化を促
進するようになっている。

１１は燃料１２を収容した燃料タンク、１３は該燃料タ
ンク１１内に設けられた油中型の燃料ポンプを示し、該
燃料ポンプ１３は燃料タンク１１内の燃料１２を各噴射
弁１０に燃料配管１４を介して圧送供給し、この燃料の
一部は圧力レギュレータ１５から戻し配管１６を介して
燃料タンク１１内に戻されるようになフている。ここで
、該圧力レギュレータ１５は空気導管１７を介してコレ
クタ５Ａ内の圧力を制御圧として導（ことにより、この
制御圧に基づいて燃料配管１４内の燃圧を制御し、この
燃圧をもって各噴射弁１０から燃料を噴射させるように
なっている。また、１８は燃料配管１４の途中に設けら
れた燃料フィルタを示している。

１９は各噴射弁１０のエア室に過給アシストエアを供給
するエアポンプを示し、該エアポンプ１９は吸込み側が
導管２０を介してコレクタ５Ａと接続され、該コレクタ
５Ａ内の吸入空気を加圧しつつ、過給アシストエアとし
て吐出側の導管２１から吐出させるようになっている。

そして、該導管２１の一部をなす供給管路２１Ａは各噴
射弁１０のエア室に接続され、エアポンプ１９からの過
給アシストエアを各噴射弁１０から噴射される燃料に向
けて供給するようになっている。また、該導管２１はリ
リーフ弁２２を介して前記導管１７と接続され、このリ
リーフ弁２２は導管２１内の過給アシストエアを第７図
に例示する如く燃圧Ｐ、よりも低い設定圧Ｐ１に制御し
、過剰圧を導管１７を介してコレクタ５Ａ内にリリーフ
させるようになっている。ここで、該リリーフ弁２２は
エアポンプ１９および導管２０．２１等と共に過給アシ
ストエア供給手段を構成し、設定圧Ｐ、の過給アシスト
エアを各噴射弁１０のエア室に供給するようになってい
る。

このように構成される燃料噴射装置では、エンジン本体
１の起動と共に燃料ポンプ１３を駆動し、燃料タンクｌ
ｌ内の燃料１２を燃料配管１６内に吐出させ、該燃料配
管１６内の燃圧はコレクタ５Ａからの導管１７を介した
制御圧に基づき圧力レギュレータ１５により制御される
。そして、噴射弁１０はこの制御された燃圧の燃料をシ
リンダ２内に向けて噴射し、この噴射燃料はエアポンプ
１９からの過給アシストエアにより微粒化されるから、
吸入空気との霧化、混合性が高められ、アイドル安定性
や過渡応答性等を向上させることができる。

ここで、コレクタ５Ａ内の圧力は第７図中に一点鎖綿で
示す特性線２３の如く、エンジン本体ｌのアイドル時等
に大気圧Ｐ０よりも低い負圧となり、エンジン本体１の
停止時および起動時に大気圧Ｐ０状態まで上昇する。そ
して、このコレクタ５Ａ内の圧力は導管１７を介して圧
力レギュレータ１５に制御圧として導かれるから、燃料
配管１６内の燃圧は第７図中に実線で示す特性線２４の
如く、例えば燃圧Ｐ、程度に圧力レギュレータ１５によ
って制御され、エンジン本体１の起動時には前記制御圧
の上昇により燃圧Ｐ、′まで上昇する。なお、エンジン
本体１の停止時には燃料ポンプ１３も停止するから、燃
圧はＰ、′まで上昇せず、該燃料ポンプ１３の吐出側に
設けた残圧保持弁（図示せず）により燃圧Ｐ、程度に保
持される。

一方、エアポンプ１９から噴射弁１０のエア室に供給さ
れる過給アシストエアは第７図中に実線で示す特性線２
５の如く、リリーフ弁２２の設定圧Ｐ、程度に制御され
、燃圧Ｐｔよりも所定圧（ｐ、−Ｐ、）だけ低い圧力を
もって噴射弁１０からの噴射燃料を微粒化し、この燃料
と吸入空気との霧化、混合性を向上させる。また、この
過給アシストエアはエンジン本体１の停止時にエアポン
プ１９が停止すると、その圧力が大気圧Ｐ０程度まで急
激に低下し、エンジン本体１の起動時にエアポンプ１９
が再駆動されるようになると、特性線２５の如（徐々に
昇圧される。

［発明が解決しようとする課題〕 ところで、上述した従来技術では、過給アシストエアの
圧力をリリーフ弁２２等により燃圧Ｐ。

よりも所定圧（ｐｒ−ｐ、）だけ低い設定圧Ｐ。

とすることによって、噴射弁１０から噴射される燃料を
効果的に微粒化できるようにしている。しかし、エンジ
ン本体１の起動時には第７図中の特性線２４の如く燃圧
がＰｆ′まで昇圧するにも拘らず、過給アシストエアの
圧力は特性線２５の如（設定圧Ｐ、まで上昇せず、エン
ジン本体１の回転数に応して徐々に上昇するようになる
から、燃圧と過給アシストエアとの差圧が非常に大きく
なってしまう。

このため従来技術では、エンジン本体１の起動時に燃圧
Ｐｔ　　′の燃料を過給アシストエアによって効果的に
微粒化できず、噴射燃料と吸入空気との霧化、混合性が
悪化して、エンジン本体１の起動性（始動性）を向上で
きず、特に、低温始動性が悪くなるという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので
、本発明はエンジン本体の起動時にリザーバ内の過給ア
シストエアな噴射弁側に供給することにより、噴射燃料
を微粒化することができ、低温始動性等を向上できるよ
うにした燃料噴射装置を提供することを目的としている
。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために本発明が採用する構成の
特徴は、過給アシストエア供給手段に、エアポンプから
噴射弁側に過給アシストエアを供給する供給管路の途中
に設けられ、過給アシストエアの一部を一時的に収容す
るリザーバと、該リザーバの噴射弁側とを接続する管路
の途中に設けられ、エンジン本体の起動時に開弁して該
リザーバ内の過給アシストエアを噴射弁から噴射される
燃料に向けて供給する開閉弁とを備えたことにある。

［作用］ 上記構成により、常時は開閉弁を閉弁させて、エアポン
プから吐出される過給アシストエアの一部をリザーバ内
に収容することができ、エンジン本体の起動時には開閉
弁を開弁させて、リザーバ内の過給アシストエアを噴射
弁側に迅速に供給でき燃圧との差圧を可及的に小さ（す
ることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図に基づいて
説明する。なお、実施例では前述しまた第６図、第７図
に示す従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、
その説明を省略する（・のとする。

図中、３１はエアポンプ１９から噴射弁１０のエア室に
向けて過給アシストエアを供給する供給管路２１Ａの途
中に設けられたリザーバを不し、該リザーバ３１は第２
図、第３図に示す如く円筒状の小型密閉容器として形成
され、その内部には余圧室３２を画成する円板状のピス
トン３３が摺動可能に挿嵌されている。そして、該リザ
ーバ３１内にはピストン３３を常時下向きに付勢するば
ね３４が配設され、該ばね３４の設定圧はリリーフ弁２
２の設定圧Ｐ、よりも低く設定されている。また、該リ
ザーバ３１には供給管路２１Ａとの接続部３１Ａにポペ
ット形の逆止弁３５が設けられ、該逆止弁３５はエアポ
ンプ１９からの過給アシストエアが余圧室３２内に流入
する″のを第２図に示す如く許し、逆向きの流れを阻止
するようになっている。そし、該リザーバ３１はエアポ
ンプ１９から吐出される過給アシストエアの一部を余圧
室３２内に一時的に収容しく第３図参照）、その容積は
エンジン本体１の起動時に各噴射弁１０に供給すべき過
給アシストエアのエア量を満たすように設計されている
。

３６はリザーバ３工の底部３１Ｂ側に設けられた開閉弁
を示し、該開閉弁３６は、底部３１Ｂ内に回動可能に設
けられた三方弁３６Ａと、該三方弁３６Ａを外部からの
信号により回動する小型の電動モータ（図示せず）とに
よって構成され、この電動モータにより三方弁３６Ａを
第２図に示す閉弁位置と第３図に示す開弁位置とに回動
する構成となっている。そして、該開閉弁３６は第２図
に示す開弁位置でリザーバ３１の余圧室３２内を噴射弁
１０側の管路３７に対して遮断し、供給管路２１Ａから
分岐した分岐管路３８を管路３７と連通させることによ
り、エアポンプ１９からの過給アシストエアを分岐管路
３８．管路３７を介して噴射弁１０のエア室へと供給す
る。また、該開閉弁３６は第３図に示す開弁位置でリザ
ーバ３１の余圧室３２内を管路３７と連通させ、分岐管
路３８を管路３７に対して遮断し、これによって余圧室
３２内の過給アシストエアな管路３７から噴射弁１０の
エア室に向けて供給させるようになっている。

３９は余圧室３２内に臨むようにリザーバ３１に取付け
られた圧力センサを示し、該圧力センサ３９は余圧室３
２内のエア圧を検出し、その検出信号を後述のコントロ
ールユニット４２に出力するようになっている。４０は
エンジン本体１の始動スイッチ、４１はエンジン本体１
のエンジン回転数Ｎ等を検出するクランク角センサを示
している。

まず、処理動作がスタートすると、ステップ１で始動ス
イッチ４０からの信号によりエンジン本体１を起動して
いるか否かを判定し、ｒＹＥＳＪと判定したときにはエ
ンジン本体ｌの起動時であるから、ステップ２に移って
圧力センサ３９からエア圧Ｐを読込み、ステップ３でエ
ア圧Ｐが設定圧２．以上であるか否かを判定し、ｒＹＥ
ＳＪと判定したときにはステップ４に移り、開閉弁３６
を第３図に示す如く開弁させ、リザーバ３１０余圧室３
２内に収容した過給アシストエアを噴射弁１０のエア室
に向は管路３７を介して供給する。

そして、ステップ５で従来技術と同様に噴射量制御処理
を行い、噴射弁１０から燃料を噴射させ、ステップ６で
エンジン本体１が停止したか否かを判定し、ｒＮＯＪと
判定したときにはエンジン本体１が作動中であるから、
ステップ２に移ってこれ以降の処理を続行させる。

また、ステップ３でｒＮＯＪと判定したときには、リザ
ーバ３１の余圧室３２内が設定圧Ｐ、よりより低いエア
圧Ｐとなっているがら、開閉弁３６を第２図に示す如（
余圧室３２に対して閉弁させ、エアポンプ１９から吐出
される過給アシストエアの一部をリザーバ３１の余圧室
３２内に収容させると共に、残余の過給アシストエアを
分岐管路３８．管路３７を介して噴射弁１０のエア室へ
と供給する。そして、この場合には分岐管路３８を介し
た過給アシストエアにより噴射燃料を微粒化すべ（、ス
テップ５で噴射弁１０から燃料を噴射させ、従来技術と
同様に燃料の微粒化を促進させる。また、ステップ６で
ｒＹＥｓＪと判定したときにも、ステップ８に移って開
閉弁３６を第２図に示す如（閉弁状態とし、ステップ９
でリターンさせる。

かくして、本実施例によれば、エンジン本体１の作動時
に過給アシストエアの一部をリザーバ３１の余圧室３２
内に収容させ、この余圧室３２内のエア圧Ｐを設定圧Ｐ
、に保持すべく、エンジン本体１の停止時に開閉弁３６
を第２図に示す如く閉弁させ、余圧室３２内に設定圧Ｐ
１の過給アシストエアを貯留しておくことができる。そ
して、エンジン本体１の次なる起動時にはエアポンプ１
９からの過給アシストエアエアが第７図中の特性線２５
の如く昇圧する前に、開閉弁３６を即座に開弁させてリ
ザーバ３１０余圧室３２内から噴射弁１０のエア室に向
は過給アシストエアな供給でき、この過給アシストエア
によってエンジン本体１の起動時に噴射燃料を微粒化す
ることができる。

従って本実施例では、エンジン本体１の起動時にリザー
バ３１の余圧室３２内から過給アシストエアを供給する
ことにより、このエア圧Ｐを第７図中に点線で示す特性
線４３の如（設定圧Ｐ、まで迅速に昇圧でき、この過給
アシストエアと燃料との差圧（ｐ、’−ｐ、）を可及的
に小さくでき、エンジン本体１の起動時（始動時）の噴
射燃料を微粒化して低温始動性を向上できると共に、燃
焼の安定化を図りつる。

また、リザーバ３１内にはピストン３３によって余圧室
３２を画成し、ピストン３３をばね３４によって常時下
向きに付勢する構成としたから、例えばエアポンプ１９
から吐出される過給アシストエアに脈動等が生じた場合
でも、この脈動に応してリザーバ３１内でばね３４を伸
縮させることにより、この脈動をリザーバ３１により吸
収でき、噴射弁１０のエア室に供給される過給アシスト
エアに脈動等が生じるのを効果的に防止できる等、種々
の効果を奏する。

なお、前記実施例では、余圧室３２内のエア圧Ｐが設定
圧２８以上となったときに第５図中のステップ４で開閉
弁３６を第３図に示す如（開弁させるものとして述べた
が、これに替えて、開閉弁３６を第２図に示す如（常時
は閉弁させ、エンジン本体１の起動時にのみ開弁させる
ようにしてもよい。

また、エンジン本体１の起動時には燃料が燃圧Ｐ、′ま
で上昇するのを抑えるべ（、例えば圧力レギュレータ１
５内にソレノイド等の燃圧低減手段を設け、起動時にも
燃料圧力を燃圧Ｐ、に保持できるようにしてもよい。

さらに、前記実施例では、吸気管５内のエアをエアポン
プ１９により導管２１内に過給アシストエアとして吐出
させ、その一部をリザーバ３１内に収容させるものとし
て述べたが、この場合、リザーバ３１の余圧室３２はエ
ンジン本体１の起動時にのみ各噴射弁１０に向けて過給
アシストエアを供給できる程度の容積をもって可及的に
小型に形成されているから、余圧室３２内に収容したエ
ア量によって噴射量制御処理に悪影響を与えるのを可及
的に防止できる。また、この場合、圧力センサで検出し
たエア圧Ｐは余圧室３２内のエア量と対応するから、エ
アフロメータフによる吸入空気量Ｑをこのエア圧Ｐに基
づき補正してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述した通り本発明によれば、エアポンプから吐出
される過給アシストエアの一部をリザーバ内に収容させ
、エンジン本体の起動時にこの過給アシストエアな噴射
燃料に向けて供給する構成としたから、エンジン本体の
起動時に噴射燃料と過給アシストエアとの差圧を可及的
に小さくでき、噴射燃料の微粒化を促進することが可能
となり、エンジン本体の低温始動性等を向上できると共
に、燃焼の安定化を図ることができる等、種々の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の実施例を示し、第１図は
燃料噴射装置の要部を示す部分断面図、第２図はリザー
バの拡大縦断面図、第３図は開閉弁を開弁じた状態を示
す第２図と同様の縦断面図、第４図は制御ブロック図、
第５図は開閉弁の制御処理等を示す流れ図、第６図およ
び第７図は従来技術を示し、第６図は燃料噴射装置の全
体図、第７図は燃圧および過給アシストエアの圧力特性
線である。 １・・・エンジン本体、２・・・シリンダ、５・・・吸
気管、１０・・・噴射弁、１１・・・燃料タンク、１３
・・・燃料ポンプ、１９・・・エアポンプ、２］・・・
導管、２１Ａ・・・供給管路、２２・・・リリーフ弁、
３１・・・リザーバ、３２・・・余圧室、３６・・・開
閉弁、２７・・・管路、３８・・・分岐管路、３９・・
・圧力センサ、４２・・・コントロールユニット。 特許出願人　　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　　　広　瀬　和　彦 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　燃料タンク内の燃料を吐出させる燃料ポンプと、該燃
   料ポンプからの燃料をエンジン本体のシリンダ内に向け
   て噴射する噴射弁と、該噴射弁から噴射される燃料にエ
   アポンプからの過給アシストエアを供給し、噴射燃料を
   微粒化させる過給アシストエア供給手段とからなる燃料
   噴射装置において、前記過給アシストエア供給手段には
   、エアポンプから噴射弁側に過給アシストエアを供給す
   る供給管路の途中に設けられ、過給アシストエアの一部
   を一時的に収容するリザーバと、該リザーバと噴射弁側
   とを接続する管路の途中に設けられ、前記エンジン本体
   の起動時に開弁して該リザーバ内の過給アシストエアを
   噴射弁から噴射される燃料に向けて供給する開閉弁とを
   備えたことを特徴とする燃料噴射装置。