JPH0524957U - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力バランス型燃料噴射装置に一定流量制御
弁を配置し、燃圧レギュレータへの燃料供給量を一定に
し、高精度の制御燃圧を得る。 【構成】 先行技術の圧力バランス型燃料噴射装置にお
ける第１燃圧レギュレータ２と第２燃圧レギュレータ６
を接続する燃料通路７ａに、一定流量制御弁２７を配置
した。一定流量制御弁２７は第２燃圧レギュレータ６へ
の燃料流量を一定にする。レギュレータのＰ−Ｑ特性や
ヒステリシスの影響を軽減し、特に、加速等によるイン
テークマニホールド圧力の急変時において、レギュレー
タの燃圧（制御圧）の安定性がよくなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、インテークマニホールド圧力とエンジン回転数に応じて、燃料噴射 量を制御するようにした圧力バランス型の燃料噴射装置に係り、特に燃圧レギュ レータへの燃料供給量が一定となり、高精度の燃圧を得ることができる一定流量 制御弁を有する圧力バランス型の燃料噴射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の燃料噴射装置の一例としては、本出願人が特願平２−７７２８６号で 提案したものがある。この装置について図３により説明すると、１は燃料ポンプ 、２はインテークマニホールド圧力Ｐ_m を燃圧Ｐ₁ に変換するロード・コントロ ール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ）であり、インテークマニホールド 圧力Ｐ_m が印加される負圧室３と燃料ポンプ１から燃料が供給される第１燃料室 ４とが、スプリング５ａで第１燃料室４方向へ弾圧されるダイアフラム５によっ て仕切られ、また、第１燃料室４には燃料リターン用の出口４ａが設けられ、ダ イアフラム５と一体的なリークバルブ５ｂにより開閉制御される。６は燃料通路 ７，７ａを介してロード・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ ）２と接続されているベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）であり、 大気圧Ｐ₀ が印加される大気圧室８と、第１燃料室４より流入する燃料の燃圧を 定圧Ｐ₂ （＜Ｐ₁ ）に制御設定し、かつ、燃料をリターンさせる第２燃料室９と が、スプリング１０ａで第２燃料室９方向へ弾圧されるダイアフラム１０によっ て仕切られている。第２燃料室９には燃料リターン用の出口９ａが設けられ、ダ イアフラム１０と一体的なリークバルブ１０ｂにより開閉制御される。１１は燃 料通路７ａに設けられたリードジェットである。

【０００３】 １２，１３は燃料通路７に配設されていて、燃料通路７の開口面積をエンジン 回転数に応じてそれぞれ制御する第１ソレノイドバルブ、第２ソレノイドバルブ であり、図示してない電子制御ユニットから、同一のパルス信号が入力されると 、このパルス信号がＨＩＧＨの時に第１ソレノイドバルブ１２が閉、第２ソレノ イドバルブ１３が開となり、また、ＬＯＷの時には第１ソレノイドバルブ１２が 開、第２ソレノイドバルブ１３が閉となり、互いに逆に開閉作動せしめられる。 そして、図４で示すようにエンジン回転数に応じて、第１ソレノイドバルブ１２ ，第２ソレノイドバルブ１３のデューティ比（パルス信号の周波数）が決定され て、両ソレノイドバルブ１２，１３間の燃料通路７の燃圧が、インテークマニホ ールド圧力Ｐ_m とエンジン回転数とに応じた燃圧Ｐ₃ として取り出されることに なる。

【０００４】 １４はこの燃圧Ｐ₃ を調整燃圧Ｐ₄ （＜Ｐ₃ ）に変換するコントロール・レギ ュレータ（第３燃圧レギュレータ）であり、上述の燃圧Ｐ₃ が印加される第１燃 圧室１５と、一定のリターン流量が導入され、かつ、燃圧Ｐ₃ に応じた調整燃圧 Ｐ₄ に制御される第２燃圧室１６とが、ダイアフラム１７によって仕切られてお り、第２燃圧室１６には燃料を燃料供給源へリターンさせる出口１６ａと、ダイ アフラム１７を第１燃圧室１５方向へ弾圧するスプリング１７ａが配設されてい る。このため、燃圧Ｐ₃ に対する調整燃圧Ｐ₄ の変化割合を低減化することがで きる。リターン出口１６ａは、ダイアフラム１７と一体的なリークバルブ１７ｂ により開閉制御される。１８はロード・コントロール・レギュレータ（第１燃圧 レギュレータ）２の第１燃料室４と後述する燃料噴射弁を接続する燃料通路であ る。

【０００５】 ２０は各気筒ごとに配置されていて、インテークマニホールドへの燃料噴射量 が制御される燃料噴射弁、２１はロード・コントロール・レギュレータ（第１燃 圧レギュレータ）２の第１燃料室４から燃料噴射弁２０への燃料流量Ｑ₁ を計量 する計量ジェットである。燃料噴射弁２０において、２２は計量ジェット２１か ら燃料流量Ｑ₁ が供給されていて、インテークマニホールドへの噴射流量Ｑ₂ を 噴射させ得る吐出口２２ａを備えた上流室、２３はコントロール・レギュレータ （第３燃圧レギュレータ）１４の第２燃圧室１６と連通して一定流量Ｑ₃ を送り 出すとともに、調整燃圧Ｐ₄ が印加される下流室、２４は上流室２２と下流室２ ３とを仕切るダイアフラム、２５は上流室２２と下流室２３を連通する差圧ジェ ット、２６はダイアフラム２４に連動して吐出口２２ａを開閉制御するバルブ、 ２４ａはダイアフラム２４をバルブ２６の閉弁方向へ弾圧するスプリングであり 、上流室２２の燃圧Ｐ₅ は調整燃圧Ｐ₄ とスプリング２４ａの荷重の和とバラン スするように制御される。そのため、差圧（Ｐ₅ −Ｐ₄ ）、すなわち、差圧ジェ ット２５の圧力損失は一定に制御され、燃料流量Ｑ₁ は噴射流量Ｑ₂ と一定の燃 料リターン流量Ｑ₃ との和に等しい。

【０００６】 上述した燃料噴射装置は、次のように作動する。エンジン作動時にインテーク マニホールド圧力Ｐ_m が燃圧Ｐ₁ に変換され、これが燃料通路７へ送り込まれる と、第１及び第２ソレノイドバルブ１２，１３は、図４に示すようにエンジン回 転数に応じてデューティ比が決まり、開閉制御される。このため、両ソレノイド バルブ１２，１３間で発生する燃圧Ｐ₃ は、エンジン回転数に関係なくインテー クマニホールド圧力が高いと小さくなる。しかし、インテークマニホールド圧力 が大気圧に接近してくると、この燃圧Ｐ₃ は大きくなる。

【０００７】 ところで、エンジンの要求燃料量は、エンジン回転数とインテークマニホール ドの空気密度との積に比例するが、空気密度は圧力、すなわち、圧力差（Ｐ₁ − Ｐ₂ ）に置き換えできる。そこで、エンジン回転数に応じて燃圧Ｐ₁ のコントロ ール・レギュレータ（第３燃圧レギュレータ）１４への印加数（第１及び第２ソ レノイドバルブ１２，１３を作動させるパルス信号の周波数）を調整し、得られ た燃圧Ｐ₃ をコントロール・レギュレータ（第３燃圧レギュレータ）１４におい て、要求燃料量に応じた調整燃圧Ｐ₄ に変換する。この調整燃圧Ｐ₄ は、インテ ークマニホールド圧力の増減に応じて増減し、その変化率はエンジン回転数の増 減に対しては一定である。そして、燃料噴射弁２０において、下流室２３の燃圧 Ｐ₄ の増減に応じて上流室２２の燃圧Ｐ₅ が変化する。一方、計量ジェット２１ を通過する燃料流量Ｑ₁ は前後差圧（Ｐ₁ −Ｐ₅ ）によって決定されるから、調 整燃圧Ｐ₄ の増減に従って燃料流量Ｑ₁ は減少及び増大するが、差圧ジェット２ ５の流量はＱ₃ で一定であるので、燃料噴射量Ｑ₂ （＝Ｑ₁ −Ｑ₃ ）は調整燃圧 Ｐ₄ に応じて変化することになる。したがって、燃料噴射量Ｑ₂ は上述の要求燃 料量と一致することになる。

【０００８】 なお、計量ジェット２１の燃料流量Ｑ₁ は、その前後差圧（Ｐ₁ −Ｐ₅ ）の平 方根に比例して変化するが、燃料流量Ｑ₁ として、リターンされる一定流量Ｑ₃ を燃料噴射量Ｑ₂ にあらかじめ付加しておけば、燃料噴射量Ｑ₂ が差圧（Ｐ₁ − Ｐ₅ ）に対して直線的に変化する部分を取り出せる。そのため、計量ジェット２ １の燃料流量Ｑ₁ と前後差圧（Ｐ₁ −Ｐ₅ ）に関し、自動車用として十分なダイ ナミックレンジを得ることができる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述の燃料噴射装置においては、ベース・レギュレータ（第２燃圧 レギュレータ）６への燃料供給は、インテークマニホールド圧力Ｐ_m が負圧室３ に印加されるロード・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ）２ から、リードジェット１１を介してなされる。そのため、リードジェット１１を 通過するベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）６への燃料流量Ｑ_L は 、リードジェット１１の前後差圧（Ｐ₁ −Ｐ₂ ）と、ジェット内径によって決定 される。しかし、ロード・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ ）２の第１燃料室における燃圧Ｐ₁ は、インテークマニホールド圧力Ｐ_m に応じ て変化するので、燃料流量Ｑ_L は、図５のような特性曲線で示される。

【００１０】 この燃料流量Ｑ_L の変化は、ベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ） ６において、リークバルブ１０ｂのリフトの変化をもたらし、スプリング１０ａ の荷重及びダイアフラム１０の有効面積にも変化を生じ、最終的には第２燃料室 ９における燃圧（ベース・レギュレータ６における制御圧）Ｐ₂ にも変化が起き る。図６は、このようなベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）６にお ける燃圧（制御圧）Ｐ₂ と燃料流量Ｑ_L の定性的な関係を示している。

【００１１】 また、燃料ポンプ１の能力は有限であるから、ベース・レギュレータ（第２燃 圧レギュレータ）６への燃料流量は、できるだけ少流量に抑制するのが望ましい 。少流量でも安定した燃圧（制御圧）Ｐ₂ を得るには、リークバルブ１０ｂのシ ート径は小さくし、リフトは大きくする必要がある。しかし、シート径を小さく すると、燃料流量Ｑ_L の変化に対する燃圧（制御圧）Ｐ₂ の変化が更に大きくな り、しかも、燃圧（制御圧）Ｐ₂ −燃料流量Ｑ_L 曲線おけるヒステリシスも、図 ７に示すように大きくなって、燃圧（制御圧）Ｐ₂ が不安定となり、燃料噴射量 Ｑ₂ の変動から空燃比の変動を生じてしまう。

【００１２】 本考案は、この種の燃料噴射装置がかかえる上述の課題に鑑みて、燃圧レギュ レータへの燃料供給量が一定になるように制御する一定流量制御弁を配置した燃 料噴射装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案による燃料噴射装置は、インテークマニホールド圧力に応じた燃圧を発 生させるロード・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ）と一定 燃圧を発生させるベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）とを接続する 燃料通路と、該燃料通路内でインテークマニホールド圧力及びエンジン回転数に 応じた燃圧を発生させる二つの開口面積設定手段と、該インテークマニホールド 圧力及びエンジン回転数に応じた燃圧が印加される第１燃圧室と該第１燃圧室の 燃圧が調整燃圧に変換され且つ燃料をリターンさせる出口を有する第２燃圧室と がダイアフラムで仕切られたコントロール・レギュレータ（第３燃圧レギュレー タ）と、該調整燃圧に応じて燃料噴射量が制御される燃料噴射弁とが備えられた 燃料噴射装置において、 上流室と下流室とを仕切るダイアフラムと、該両室を連通するリードジェット と、該ダイアフラムに連動して開閉するバルブと、該ダイアフラムを該上流室方 向へ弾圧するスプリングとより成る一定流量制御弁が、前記ロード・コントロー ル・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ）と一定燃圧を発生させるベース・レ ギュレータ（第２燃圧レギュレータ）とを接続する燃料通路に備えられたことを 特徴としたものである。

【００１４】

【作用】

上流室と下流室とを仕切るダイアフラムと、該両室を連通するリードジェット と、該ダイアフラムに連動して開閉するバルブと、該ダイアフラムを該上流室方 向へ弾圧するスプリングとより成る一定流量制御弁において、該上流室の燃圧は 、該下流室の燃圧と該スプリングの荷重の和とバランスするように制御される。 そのため、該上流室の燃圧と該下流室の燃圧の差圧、すなわち、該両室を連通す る該リードジェットの圧力損失は一定に制御され、該リードジェットを通過する 燃料流量も一定となる。

【００１５】

【実施例】

図１は、１気筒の場合における本考案の第１の実施例を示す。図３により説明 した先行技術に係る部分は、同一符号を用いており、再述しない。２７はロード ・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ）２とベース・レギュレ ータ（第２燃圧レギュレータ）６とを接続する燃料通路７ａに配置された一定流 量制御弁である。一定流量制御弁２７では、上流室２８と下流室２９がダイアフ ラム３０によって仕切られ、上流室２８側には弁棒３１を介してダイアフラム３ ０と連動するバルブ３２があり、ロード・コントロール・レギュレータ（第１燃 圧レギュレータ）２からの燃料の流入を制御する。３３はダイアフラム３０を上 流室２８方向へ弾圧するスプリング、３４は上流室２８と下流室２９を連通する リードジェットである。１８′は燃料噴射弁２０の上流の計量ジェット２１を介 してロード・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ）２の第１燃 料室４と燃料噴射弁２０を接続する燃料通路である。なお、バルブ３２の開弁率 は、上流室２８方向へのダイアフラム３０の変位が大きいほど増大する。

【００１６】 上述のように構成された本実施例で、一定流量制御弁２７における下流室２９ には、ベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）６の第２燃料室９の燃圧 Ｐ₂ が印加される。上流室２８の燃圧はバルブ３２の開弁率、燃圧Ｐ₂ 及びスプ リング３３の荷重で決定する一定燃圧Ｐ_C に制御される。この場合、Ｐ₁ ＞Ｐ_C ＞Ｐ₂ である。そのため、差圧（Ｐ_C −Ｐ₂ ）は一定になり、したがって、リー ドジェット３４の圧力損失は一定に制御され、リードジェット３４を通過して、 ロード・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ）２からベース・ レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）６への燃料流量Ｑ_C は、燃圧Ｐ₁ が変化 しても常に一定である。このようにして、インテークマニホールド圧力Ｐ_m に従 って燃圧Ｐ₁ が変化しても、ベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）６ の燃圧（制御圧）Ｐ₂ は一定に維持される。

【００１７】 図２は、１気筒の場合にあける本考案の第２の実施例を示す。図３により説明 した先行技術に係る部分は、同一符号を用いており、再述しない。３５はロード ・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ）２とベース・レギュレ ータ（第２燃圧レギュレータ）６とを接続する燃料通路７ａに配置した一定流量 制御弁である。一定流量制御弁３５へは燃料通路７ａ，リードジェット３８を介 して燃料流量Ｑ_F で燃料が供給され、その一部を燃料供給源へリターンさせる出 口３６ａを備えた上流室３６とベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ） ６の燃圧（制御圧）Ｐ₂ が印加される下流室３７とが、ダイアフラム３９によっ て仕切られている。４０は上流室３６と下流室３７を連通するリードジェット、 ３９ａはダイアフラム３９を上流室３６方向へ弾圧するスプリング、３９ｂはダ イアフラム３９と一体的なリークバルブであり、燃料を燃料供給源へリターンさ せる出口３６ａを開閉制御する。１８′は燃料噴射弁２０の上流の計量ジェット ２１を介してロード・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ）２ の第１燃料室４と燃料噴射弁２０を接続する燃料通路である。

【００１８】 上述のように構成された本実施例で、一定流量制御弁３５における下流室３７ には、ベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）６の第２燃料室９の燃圧 Ｐ₂ が印加される。そうして、上流室３６の燃圧は、リークバルブ３９ｂの開弁 率、燃圧Ｐ₂ 及びスプリング３９ａの荷重で決定する一定燃圧Ｐ_C に制御される 。この場合、Ｐ₁ ＞Ｐ_C ＞Ｐ₂ である。そのため、差圧（Ｐ_C −Ｐ₂ ）は一定に 制御され、燃料はリードジェット３８の内径と差圧（Ｐ₁ −Ｐ_C ）で決定される 流量Ｑ_F で上流室３６に流入し、リードジェット４０にはその内径と一定差圧（ Ｐ_C −Ｐ₂ ）で決定される一定流量Ｑ_C が通過し、ベース・レギュレータ（第２ 燃圧レギュレータ）６へ供給される。（Ｑ_F −Ｑ_C ）に相当する燃料は、リター ン出口３６ａから燃料供給源へリターンする。なお、つねにＱ_F ＞Ｑ_C となるよ うに、リードジェット３８は選定されなければいけない。このようにして、イン テークマニホールド圧力Ｐ_m に従って燃圧Ｐ₁ が変化しても、ベース・レギュレ ータ（第２燃圧レギュレータ）６の燃圧（制御圧）Ｐ₂ は一定に維持される。

【００１９】 なお、第１及び第２ソレノイドバルブ１２，１３はそれぞれ開口面積設定手段 を構成するが、この開口面積設定手段はソレノイドバルブに限定されることなく 、ステッピングモータ等を用いて電気的に開口面積を増減調整するようにしても よい。あるいは、二つの開口面積設定手段のうち、いずれか一方をジェットとし て構成してもよい。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、圧力バランス型燃料噴射装置に燃圧レギュレー タへの燃料供給量を一定に制御する一定流量制御弁を配備したもので、次のよう な効果がある。 （ａ）ベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）６への燃料供給量を一定 にすることができ、その結果、ベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ） ６の燃圧（制御圧）変動がなくなる。 （ｂ）レギュレータが有する制御圧−流量特性（Ｐ−Ｑ特性）やヒステリシスの 影響を軽減することが可能である。 （ｃ）その結果、特に、加速等のインテークマニホールド圧力の急変時における 燃圧（制御圧）の安定性がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による燃料噴射装置の第１実施例の概略
図である。

【図２】本考案による燃料噴射装置の第２実施例の概略
図である。

【図３】先行技術における燃料噴射装置の概略図であ
る。

【図４】エンジン回転数とパルス信号の周期との関係を
示す図である。

【図５】インテークマニホールド圧力Ｐ_m とベース・レ
ギュレータへの燃料流量Ｑ_L との関係を示す図である。

【図６】Ｐ₂ （ベース・レギュレータ燃圧）−Ｑ_L の定
性的な関係を示す図である。

【図７】Ｐ−Ｑ特性におけるヒステリシスを示す図であ
る。

【符号の説明】

２ ロード・コントロール・レギュレータ（第１燃
圧レギュレータ） ６ ベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレー
タ） ７ 燃料通路 ７ａ 燃料通路 １２ 第１ソレノイドバルブ １３ 第２ソレノイドバルブ １４ コントロール・レギュレータ（第３燃圧レギュ
レータ） １５ 第１燃圧室 １６ 第２燃圧室 １６ａ リターン出口 ２０ 燃料噴射弁 ２１ 計量ジェット ２７ 一定流量制御弁 ２８ 上流室 ２９ 下流室 ３０ ダイアフラム ３２ バルブ ３３ スプリング ３４ リードジェット ３５ 一定流量制御弁 ３６ 上流室 ３７ 下流室 ３９ ダイアフラム ３９ａ スプリング ３９ｂ リークバルブ ４０ リードジェット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 インテークマニホールド圧力に応じた燃
   圧を発生させるロード・コントロール・レギュレータ
   （第１燃圧レギュレータ）と一定燃圧を発生させるベー
   ス・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）とを接続す
   る燃料通路と、該燃料通路内でインテークマニホールド
   圧力及びエンジン回転数に応じた燃圧を発生させる二つ
   の開口面積設定手段と、該インテークマニホールド圧力
   及びエンジン回転数に応じた燃圧が印加される第１燃圧
   室と該第１燃圧室の燃圧が調整燃圧に変換され且つ燃料
   をリターンさせる出口を有する第２燃圧室とがダイアフ
   ラムで仕切られたコントロール・レギュレータ（第３燃
   圧レギュレータ）と、該調整燃圧に応じて燃料噴射量が
   制御される燃料噴射弁とが備えられた燃料噴射装置にお
   いて、 上流室と下流室とを仕切るダイアフラムと、該両室を連
   通するリードジェットと、該ダイアフラムに連動して開
   閉するバルブと、該ダイアフラムを該上流室方向へ弾圧
   するスプリングとより成る一定流量制御弁が、前記ロー
   ド・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレー
   タ）と一定燃圧を発生させるベース・レギュレータ（第
   ２燃圧レギュレータ）とを接続する燃料通路に備えられ
   たことを特徴とする燃料噴射装置。