JPH0472462A - エンジンの電子制御式燃料噴射装置 - 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、エンジンの吸気系へ燃料を噴射する電子制御
式燃料噴射装置に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）従来よ
り知られている電子制御式燃料噴射装置は、例えば第８
図に示すような基本構造を有する。

同図においてエンジンｌの燃焼室２に連通ずる吸気’［
３の途中にスロットル弁４が設けられ、スロワ］・ル弁
４の下流側に燃料噴射器５が設けられている。燃料噴射
器５は、燃料供給ｖ８を介して燃料圧送ポンプ７に接続
されており、この燃料圧送ポンプ７により燃料タンク６
内の燃料が燃料噴射器５へ圧送される。燃料供給管８の
途中には、燃料の圧力を調整するプレッシャーレギュレ
ータ９が設けられている。また、スロットル弁４の下流
側の吸気管内圧力（ＰＢ）を検出する吸気圧センサ１０
及びエンジンｌの回転数（Ｎｅ）を検出するエンジン回
転数センサＩＩが設けられ、これらのセンサの検出信号
は電子コントロールユニット（以下ｒＥｃＵＪという）
＋２に供給する。ＥＣＵ１２は、検出した吸気圧ＰＢ及
びエンジン回転数Ｎｅに応じて燃料噴射器５の燃料噴射
量を制御する。

上記従来例においては、燃料圧送ポンプ７は、所定の噴
射圧力（例えば２．５ｋｇ／ｃｎｌ）を確保するために
、吐出圧力の高いものを採用せざるを得ない。その結果
、燃料圧送ポンプ７が大形のものになり、製造コストが
高くなるという問題が生じる。

これに対し、例えば特開昭６３−１７０５５７号公報、
あるいは特開昭５０−９６５３号公報に示されるように
、エンジンの吸気路内にベンチュリーを設け、このベン
チュリーに燃料噴射器のノズルを臨ませることによって
、燃料圧送ポンプの小型化若しくは省略を図ることが試
みられているが、燃料噴射量の制御が非常に難しくなる
という問題がある。

これに対し、本願出願人は特願平２−２０３１８号によ
って、ノズル状の液路内の燃料が発熱体の加熱により発
生する気泡によって加圧され、エンジンの吸気路内に噴
射されるように構成することにより、燃料ポンプやプレ
ッシャーレギュレータを使用することなく、適切な量の
燃料をエンジンの吸気路内に噴射することができる電子
制御式燃料噴射装置を提案している。

ところで、このシステムの場合、気泡の発生による高圧
で燃料噴射した直後の、気泡の消滅によるノズル状液路
内の負圧でこの液路内へ新たな燃料を吸込む自吸機能を
有しているため、少なくとも始動時においてはｎ；１記
ノズル状液路内へ燃料を充填しておく必要がある。

本発明は」二連の点に鑑みてなされたものであり、大型
の燃料ポンプやプレッシャレギュレータを使用すること
なく適量の燃料をエンジンの吸気路内へ噴射可能であっ
て、しかもノズル状液路内に燃料を確実に充填し、始動
性を向上させることができる電子制御式燃料噴射装置を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明は、燃料に圧力をかけて
エンジンの吸気路へ噴射する電子制御式燃料噴射装置で
あって、燃料供給源から燃料が供給され、該燃料を噴射
する噴射「１が開ｌ」されたノズル状の波路と、該液路
内の燃料を加熱して０；ｉ配液路内に気泡を発生させる
ことにより、前記燃料の圧力上昇を生じさせる発熱体と
を有し、前記圧力」１昇によってｎＩｊ記噴躬１」より
前記液路内の燃料をエンジンの吸気路へ噴射するように
構成したエンジンの電子制御式燃料噴射装置において、
０１ｊ記ノズル状液路は、　ｎ：ｊ泥化熱体による該液
路内の燃料の断続的な加熱による燃料噴射毎に発生する
負正によって、燃料が一方向のみに流れるように構成す
るとともに、前記ノズル状液路内の残留燃料状態を検出
する検出装置を設けるようにしたものである。

また、前記残留燃料状態検出装置は、前記発熱体の上流
側に配し、燃料の有無による静電容量の変化を検出する
ことが望ましい。

また、前記残留燃料状態検出装置によって前記ノズル状
液路内に十分な残留燃料が存在していないことが検出さ
れたときには、前記燃ｉ゛１供給源から前記ノズル状液
路へ強制的に燃料を送り込むように構成することが望ま
しい。

また、前記噴射口の先端部分に、燃料の反噴射側に付勢
されるワンウエイブバルブを設けることが望ましい。

また、前記液路の発熱体の」１流側に、燃才゛１を該液
路内へ導入する方向の流れのみ許容する第２のワンウエ
イブバルブを設けることが望ましい。

（作用） ノズル状の液路内の燃↑゛１が発熱体の加熱により発生
する気泡によって加圧され、エンジンの吸気路内に噴射
されるとともに、その噴射によって発生する負圧によっ
て燃料が液路内に吸入される。

残留燃料状態検出装置により、液路内の残留燃料状態が
検出される。

また、残留燃料状態検出装置を発熱体の上流側に配する
ことにより、発熱体の加熱時に発生する気泡の影響を受
けずに、残留燃料状態が検出される。

また、静電容量の変化に基づいて燃料の有無が検出され
る。

また、液路内の残留燃料がない場合には、燃料が強制的
に液路内に送り込まれる。

また、燃料の反噴射側に伺勢されるワンウェイバルブに
より、燃料の噴射圧が高められると共に、吸気路内の負
圧によって燃料が漏れることが防止される。

また、第２のワンウェイバルブにより、噴射圧が高めら
れると共に、液路内への燃料の流入が許容される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添伺図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る電子制御式燃料噴射装
置の全体構成図であり、第８図の従来例の構成要素と対
応するものには同一の符号を付しである。第１図におい
ては、燃料噴射器５が燃料供給管８を介して燃料タンク
６に接続されており、燃料圧送ポンプ７及びプレッシャ
ーレギュレータ９に相当するものはない。燃料供給管８
の途中には、燃料フィルタ１３及び手動ポンプ１４が設
けられている。また、燃料噴射器５の内部には後述する
燃料センサ２６（第２図参照）が設けられており、その
検出信号がｒｇｃｕｔ２に供給される。

ＥＣＵｌ　２には、燃料センサ２６により、燃料が検出
されたとき（又は検出されないとき）にそれを表示する
表示装置１５が接続されている。

以上のほかは、第８図の従来例と同様である。

第２図、第３図及び第４図は、それぞれ燃料噴射器５の
要部断面図を含む平面図、同じく要部断面図を含む側面
及び正面図であり、これらの図面を合わせて参照し、燃
料噴射器５の構造を説明する。

基板２３と上蓋２２とにより、燃料供給室２１及び該燃
料供給室２１から分岐する１２本のノズル状の波路２１
ａが画成され、燃料供給室２１は燃料供給管が接続され
る接続部２８に連通ずる。

液路２１ａには、その先端部（第２図又は第３図におけ
る左端部）に円形の噴射口２１ｂが形成され、該噴射口
２１１）には、弁体２５ａ及び板ばね２５ｂからなる予
圧弁（例えばｌ　ｋｇ　／　ａｌＩの予圧を発生する）
２５が装着されている。弁体２５ａは、板ばね２５ｂに
よって閉弁方向（第２図又は第３図における右方向）に
（；Ｊ勢され、燃料噴射時以外は吐出口２１ｂを閉塞す
る。また、液路２１ａの途中にはワンウェイバルブ（第
２のワンウェイバルブ）２７が設けられ、該ワンウェイ
バルブ２７が閉弁した状態で液路２１ａ内に噴射室３０
が画成される。ワンウェイバルブ２７は、燃料供給室２
］から噴射室３０に燃料が流入する方向にのみ開ブｒす
る。

更に、噴射室３０を画成する基板２３には、電気発熱体
２４が設けられ、該電気発熱体２４の上流側には、検出
素子２６ａ、２６ｂより成る燃↑］センザ２６が設けら
れている。電気発熱体２４及び燃料センサ２６は基板２
３上に形成された配線パターンにより、第５図に示すよ
うにコネクタ２９に接続されている。第５図（ａ）にお
いて、Ｄはアース端子、Ｃは電気発熱体２４をオン・オ
フするパルス信号の入力端子、Ａ、Ｂは燃料センサ２Ｇ
の検出素子２６．ａ、２６ｂに交流電圧若しくは直流脈
動電圧（以下［検出用電圧Ｊという）を印加し、２つの
検出素子間の静電容量を検出するための端子である。こ
れらの端子Ａ〜Ｄは、それぞれＥＣ［Ｊｌ　２に接続さ
れている。

検出素子２６ａ、２６１Ｊ間の静電容量は、画素子の間
に燃才８１が存在する場合と、存在しない場合とで変化
するので、この変化を印加した検出用電圧の変化として
検出することができる。

第５図（ｂ）は燃料センサ２６の池の構成例を示す図で
あり、本構成例は電気発熱体２４に電圧を供給する配線
パターン２４ａと検出素子２６ａとの間の静電容量によ
って燃料の存在を検出するようにしたものである。この
場合には、電気発熱体２４に印加されるパルス電圧が検
出用電圧として使用される。また、検出素子２６ａを設
けることなく、同図中に破線で示すように配線パターン
２４ａと近接するように配線パターン２６ｃを配設し、
配線パターン２４ａと２６ｃとの１７１１の静電容量に
基づいて燃料の有無を検出するようにしてもよい。

上述のように燃料センサ２６を構成することにより、燃
料センサ２Ｇを基板！２造時に電気発熱体２４及びその
配線パターンと一括して製造することが可能となり、セ
ンサを追加したことによる製造コストの」−肩を抑える
ことができる。

］−記電気発熱体２４、予圧弁２５、燃料センサ２６、
ワンウェイバルブ２７は、１２木の液路２１ａのそれぞ
れに設けられており、コネクタ２９の端子へ〜Ｃは、１
２個の電気発熱体２４及び燃料センサ２６のそれぞれに
対応して設けられている。

したがって１２個の電気発熱体２４は、それぞれ別個の
パルスによって別個にオン・オフ制御が可能であり、ま
た燃料の有無の検出も液路２］ａのそれぞれについて行
うことができる。また本実施例においては、基板２３と
してはＡ９２Ｃｈを、電気発熱体２４としては７．　ｒ
　Ｂ　２を用い、予圧弁２５の弁体２５ａにはフッ素ゴ
ム、ワンウェイバルブ２７にはポリプロピレン、板ばね
２５ｂにはステンレス材を用いている。また、第２図に
示す燃料噴射器５の幅Ｗは４０ｍｍ程度とし、噴射室３
０は１ｍｍＸ］ｎｖｎ程度の正方形の断面形状を有する
。

なお、燃料センサ２６は全ての液路２１ａに設けるので
はなく、一部の液路２１　ａのみに設けるようにしても
よい。

」二連のように構成される燃料噴射器５は、０［ｉ記吸
気管３内に噴射口２１ｂを臨ませて装着され、前記接続
部２８に燃料供給管８が接続されると共に前記コネクタ
２９はＥＣＵｌ　２に電気的に接続される。しかして、
ＥＣｔＪＩ２からコネクタ２９を介して電気発熱体２４
にパルス（以下「噴射パルス」という）が印加され、後
述するようにして燃料が吸気管３内に噴射される。

第６図は燃料噴射器５の作動原理を説明するための図で
あり、同図（ａ）は、′Ｗ１気発気体熱体２４射パルス
が印加される前の状態を示している。

同図右側に示すように時刻Ｌ１からｔ２の同電気発熱体
２４へ通電（オン）されると、その表面が急熱され、そ
の表１７１ｊに接する燃料部分の温度が急上昇して膜沸
騰現象を４１じ気泡３１が発生して膨張する。その結果
、ワンウェイバルブ２７が閉弁し、噴射室；３０内の圧
力が上ｌする（同図（ｂ））。

気泡３】が成長し、噴射室３０内の圧力が予圧弁２５に
よる予圧を越えると、予圧弁２５が開弁じ、燃料の噴射
が開始される（同図（Ｃ））。その後気泡３１は更に成
長して、気泡３】に対して予圧弁２５側にある燃ｔ゛１
をすべて吐出する（同図（ｄ））。

そしてこのときはすでに通電していないから、吐出後は
気泡３１と燃ｔ′トとの境界ｒｆｌｔの冷却がすすんで
気泡３１が冷却収縮し、噴射室３ｏ内の圧力が低下して
予圧弁２５が閉弁すると共に、ワンウェイバルブ２７が
開弁する。その結果、燃料が噴射室３０内に流入する（
同図（ｅ））。

このように燃ｔ・Ｉ噴射器５によれば、噴射室３゜から
吸気管内に燃料が高圧で噴射されると共に、次に噴射す
べき燃料が噴射室３ｏ内に吸入されるので、高圧の燃料
ポンプを設けることなく、燃料噴射器５への燃料供給及
び吸気管への燃料噴射を行うことができる。また、噴射
パルスの発生頻度を変更することによって燃料噴射量の
制御も正確かつ容易に行うことができる。しかも、噴射
器内に複数の液路を設け、複数の噴射室及び噴射口を介
して燃料の噴射を行うようにしたので、燃料噴射を実行
する噴射室（即ち噴射パルスを印加する電気発熱体）の
数を変更することによっても、燃料噴射量を制御するこ
とができるとともに、吸気管内へのより均一な燃料噴射
が可能となる。また、吸気管内の圧Ｊハ即ち吸気圧ＰＲ
はエンジン運転中は大気圧より低下するが、予圧弁２５
によって燃料が吸気管内へ漏れることが防止され、同時
に燃料噴射圧力を高めることができる。

また、燃料センサ２６は電気発熱体２４の上流側に配設
するようにしたので、気泡３１によって燃料が存在しな
い状態であると誤検知することを回避することができる
。

エンジンの始動時等において、噴射室３０内に燃料が存
在しない場合には、燃料センサ２６によって燃料が存在
しないことが検出され、表示手段１５に表示される。従
って、運転者は手動ポンプ１４を作動させて噴射室３０
内に燃料を注入し、表示手段によって該注入が確実に行
われたか否かを確認することができる。その結果、電気
発熱体２４に通電することにより、第６図に示すように
して燃料が噴射され、エンジンの始動性を向」ニさせる
ことができる。なお、本実施例では、１２個の噴射室３
０のうち一つ以上に燃料が存在しないときに、表示手段
１５にその行表示するようにしている。

第７図は本発明の第２の実施例を説明するための図であ
り、第１図の一部を抜き出して変更したものである。図
示を省略した部分は第１図と同じである。第７図におい
て、燃料供給管８の途中には手動ポンプ１４に替えて、
小型の低圧電動ポンプ１４′が設けられ、この電動ポン
プ１４′はＥＣＵ１２に接続されている。また本実施例
では、表示手段１５は使用されない。

本実施例では、燃料噴射器５内の燃料センサによって一
つ以上の噴射室３０内に燃料が存在しないことが検出さ
れたときには、ＥＣＵ　Ｉ　２は電動ポンプ１４′を作
動させて燃料を噴射室３０内に注入する。燃料センサ２
６によって燃料の注入が確認された後、電動ポンプ１４
’　を停止させる。

これにより、前記第１の実施例と同様にエンジンの始動
性を向上させることができる。

なお、上記電動ポンプ１４’は、従来の装置における燃
料圧送ポンプのように大型で吐出圧力の高いものを使用
する必要はなく、単に燃料を送る機能を有していればよ
い。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明の電子制御式燃料噴射装置に
よれば以下の効果を奏する。

ｄ＃請求項の電子ｒｒｙＪｔ１９式燃料噴射装置によれ
ば、ノズル状の液路内の燃料が発熱体の加熱により発生
する気泡によって加圧され、エンジンの吸気路内に噴射
されるので、大型の燃料ポンプ、あるいはプレッシャー
レギュレータを使用する必要がなく、コストの低減を図
ることができるとともに、ノズル状液路内に燃料が充填
されているか否かを簡１１＋に確認することができるの
で、燃料を液路内に確実に充填することによりエンジン
の始動性を向」ユさせることができる。

請求項２の電子制御式燃料噴射装置によれば、発熱体の
加熱時に発生する気泡の影響を受けずに残留燃料状態を
検出することができ、残留燃料状態検出装置のＸ（検知
を防］１−することができる。

請求項３の電子制御式燃料噴射装置によれば、残留燃料
状態検出装置を製造時に発熱体性−括して組み込むこと
が可能となり、コスト上４を抑えることができる。

請求項４の電子制御式燃料噴射装置によれば、液路内に
残留燃料がない場合には燃料が強制的に送り込まれるの
で、液路内に燃料が確実に充填され、エンジンの始動性
を向上させることができる。

請求項５の電子制御式燃料噴射装置によれば、燃料の反
噴射側にイ；１勢されるワンウェイバルブにより、燃料
の噴射圧が高められると共に、吸気路内の負圧によって
燃料が漏れることが防止され、吸気路に供給する燃料−
爪の正確な制御が可能となる。

また、停止中における燃料のＨｎ成分の蒸発を防止する
ことも可能になり、さらに噴射形状を例えば円錐状のよ
うにできるため燃料霧化の点で優れた効果が得られる。

Ｊｎ求項６の電子制御式燃料噴射装置によれば、第２の
ワンウェイバルブにより、噴射圧が高められると共に、
液路内への燃料の流入が許容され、燃料ポンプと使用し
ない場合の噴射装置の作動をより確実なものとすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る電子制御式燃料噴射装
置の全体構成図、第２図は燃料噴射器の要部断面図を含
む平面図、第３図は燃料噴射器の要部断面図を含む側面
図、第４図は燃料噴射器の正面図、第５図は燃料センサ
の構成例を示す図、第６図は燃料噴射器の作動原理を説
明するための図、第７図ぼ本発明の第２の実施例に係る
電子制御式燃料噴射装置の構成図、第８図は従来の電子
制御式燃料噴射装置を示す図である。 １・・・エンジン、３・・・吸気管（吸気路）、５・・
・燃料噴射器、６・・・燃料タンク（燃料供給源）、２
１ａ・・・液路、２１ｂ・・噴射口、２４・・・電気発
熱体（発熱体）、２５・・・予圧弁（ワンウェイバルブ
）、２６・・燃料センサ（残留燃ト１状態検出装置）、
２７・・・ワンウェイバルブ（第２のワンウェイバルブ
）。 出願人　木［１ｊ技研工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃料に圧力をかけてエンジンの吸気路へ噴射する電
   子制御式燃料噴射装置であって、燃料供給源から燃料が
   供給され、該燃料を噴射する噴射口が開口されたノズル
   状の液路と、該液路内の燃料を加熱して前記液路内に気
   泡を発生させることにより、前記燃料の圧力上昇を生じ
   させる発熱体とを有し、前記圧力上昇によって前記噴射
   口より前記液路内の燃料をエンジンの吸気路へ噴射する
   ように構成したエンジンの電子制御式燃料噴射装置にお
   いて、前記ノズル状液路は、前記発熱体による該液路内
   の燃料の断続的な加熱による燃料噴射毎に発生する負圧
   によって、燃料が一方向のみに流れるように構成すると
   ともに、前記ノズル状液路内の残留燃料状態を検出する
   検出装置を設けたことを特徴とするエンジンの電子制御
   式燃料噴射装置。 ２、前記残留燃料状態検出装置は、前記発熱体の上流側
   に配設することを特徴とする請求項１記載のエンジンの
   電子制御式燃料噴射装置。 ３、前記残留燃料状態検出装置は、燃料の有無による静
   電容量の変化を検出することを特徴とする請求項１又は
   ２記載のエンジンの電子制御式燃料噴射装置。 ４、前記残留燃料状態検出装置によって前記ノズル状液
   路内に十分な残留燃料が存在していないことが検出され
   たときには、前記燃料供給源から前記ノズル状液路へ強
   制的に燃料を送り込むように構成することを特徴とする
   請求項１乃至３記載のエンジンの電子制御式燃料噴射装
   置。 ５、前記噴射口の先端部分に、燃料の反噴射側に付勢さ
   れるワンウエイブバルブを設けたことを特徴とする請求
   項１乃至４記載のエンジンの電子制御式燃料噴射装置。 ６、前記液路の発熱体の上流側に、燃料を該液路内へ導
   入する方向の流れのみ許容する第２のワンウェイブバル
   ブを設けたことを特徴とする請求項１乃至５記載のエン
   ジンの電子制御式燃料噴射装置。