JPH06249013A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プレッシャレギュレータを燃料供給通路の上流
側及び下流側にそれぞれ配置し、これら２つのプレッシ
ャレギュレータを使い分ける構成において、プレッシャ
レギュレータの切り換え時に噴射精度が悪化することを
回避する。 【構成】スタートスイッチのＯＮ・ＯＦＦ切り換えがな
されてから、最初の燃料噴射の終了を待つ（Ｓ１〜Ｓ
３）。そして、前記噴射終了時のスタートスイッチの状
態に基づいて、プレッシャレギュレータの使い分けを実
行し（Ｓ５，Ｓ６）、プレッシャレギュレータの切り換
えに伴う燃圧の乱れが、噴射のインターバル中に発生す
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料供給装置
に関し、詳しくは、２つのプレッシャレギュレータを切
り換えて用いる燃料供給装置において、前記切り換え時
において噴射量の精度を確保する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、内燃機関の燃料供給装置とし
て、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を調整し、前記
燃料噴射弁を要求燃料量に応じた時間だけ開駆動制御す
ることで、要求される燃料を機関に噴射供給する構成の
ものが知られている。かかる燃料供給装置では、燃料噴
射弁に対する燃料の供給圧力と、燃料噴射弁の噴孔部付
近の吸気圧力との差圧が一定でないと、噴射弁の開弁時
間に対応して一定した燃料を供給させることができなく
なる。そこで、燃料噴射弁に対する燃料供給圧力を調整
するためのプレッシャレギュレータの基準圧力室に、ス
ロットル弁下流側の吸入負圧を導き、該吸入負圧と燃圧
との差圧が所定値以上になると、燃料タンクに燃料を戻
すリターン通路を開いて、前記差圧を一定に保つように
している（特開昭６０−２１２６３４号公報等参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な燃料供給装置では、要求燃料量の急増などがあっても
燃圧を保つ必要があるので、燃料ポンプから必要量より
も多めに燃料が吐き出されるようにしており、前記余分
に供給された燃料は、プレッシャレギュレータから余剰
燃料としてリターン通路から燃料タンク内に戻されるこ
とになっている。

【０００４】ここで、前記プレッシャレギュレータは、
機関の近傍に配置されるのが一般的であるから、プレッ
シャレギュレータから燃料タンク内に戻される余剰燃料
は、機関の熱で暖められて高温となった燃料であり、か
かる余剰燃料を燃料タンクに戻すことは、燃料タンク内
の燃料温度を上昇させることになり、燃料タンク内にお
ける燃料ベーパの発生原因となってしまう。

【０００５】そこで、前記プレッシャレギュレータを燃
料ポンプ（燃料タンク）の近傍に配設し、機関で燃料が
暖められる前に余剰燃料を燃料タンクに戻す構成とし、
更に、かかる構成では始動時に噴射弁付近の燃料供給通
路に溜まっている燃料ベーパを追い出すことができない
ので、従来と同様に、噴射弁付近にもプレッシャレギュ
レータを設け、始動時に限って前記下流側のプレッシャ
レギュレータを機能させ、通常時には、上流側のプレッ
シャレギュレータで燃圧の調整を行わせるように構成し
た。

【０００６】しかしながら、上記のように２つのプレッ
シャレギュレータを切り換えて用いるシステムでは、切
り換え時にプレッシャレギュレータの初期応答の遅れに
よって燃料噴射弁に供給される燃圧に乱れを生じ、この
ときに噴射が行われると燃料噴射量に誤差が生じてしま
うという問題があった（図５参照）。本発明は上記問題
点に鑑みなされたものであり、２つのプレッシャレギュ
レータを切り換えて用いる燃料供給装置において、プレ
ッシャレギュレータの切り換え時に燃圧に乱れが生じて
も、噴射量の精度が悪化することを回避できるようにす
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため本発明にかかる
内燃機関の燃料供給装置は、図１に示すように構成され
る。図１において、プレッシャレギュレータは、燃料ポ
ンプによって燃料タンクから燃料供給通路を介して圧送
された燃料の圧力と基準圧力との差圧が所定値以上であ
るときに、燃料を前記燃料タンクに戻すリターン通路を
開いて前記差圧を一定に調整するものであり、該プレッ
シャレギュレータにより所定圧力に調整された燃料を、
間欠的に開駆動制御される燃料噴射弁によって機関に噴
射供給する構成である。

【０００８】ここで、本発明では、前記プレッシャレギ
ュレータを、前記燃料供給通路の下流側及び上流側にそ
れぞれ配設してある。そして、切り換え手段は、前記２
つのプレッシャレギュレータのいずれか一方を選択的に
機能させる。また、切り換え条件検出手段は、前記２つ
のプレッシャレギュレータの切り換え条件を検出し、切
り換え制御手段は、切り換え条件検出手段によって切り
換え条件が検出された後の前記燃料噴射弁の噴射終了時
期に同期させて、前記切り換え手段を制御してプレッシ
ャレギュレータの切り換えを行わせる。

【０００９】

【作用】かかる構成によると、２つのプレッシャレギュ
レータを燃料供給通路の上流側及び下流側にそれぞれ配
設してあり、これらのプレッシャレギュレータのいずれ
か一方を切り換え条件に応じて選択的に機能させ、２つ
のプレッシャレギュレータを切り換えて用いる構成であ
るが、切り換え条件が検出されても直ちにプレッシャレ
ギュレータの切り換えを行うのではなく、切り換え条件
が検出された後の燃料噴射弁の噴射終了時期に同期させ
て実際に切り換えを実行させる。

【００１０】即ち、切り換えが噴射中に行われると、切
り換えに伴って燃圧が乱れると、それが噴射量の誤差に
つながってしまうので、燃圧に乱れが生じても影響のな
いように、噴射期間を避けてプレッシャレギュレータの
切り換えを実行させるため、切り換え条件が検出された
後の噴射終了を待って、プレッシャレギュレータの切り
換えを行わせ、切り換えに伴う燃圧の乱れが、噴射のイ
ンターバル中に生じるようにした。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。一実施例のシステム構成を示す図２において、
内燃機関１には、エアクリーナ２から吸気ダクト３，ス
ロットルチャンバ４，吸気コレクタ５及び吸気マニホー
ルド６を介して空気が吸入される。

【００１２】吸気マニホールド６のブランチ部には、各
気筒毎に燃料噴射弁７が設けられている。前記燃料噴射
弁７は、ソレノイドに通電されて開弁し、通電停止され
て閉弁する電磁式燃料噴射弁であり、後述するコントロ
ールユニット21から送られる噴射パルス信号のパルス幅
に応じて間欠的に開弁制御され、所定圧力に調整された
燃料を吸気マニホールド６の各ブランチ部に噴射供給す
る。

【００１３】尚、燃料噴射弁７は、各気筒毎に設けられ
る構成である必要はなく、各気筒に共通の１つの燃料噴
射弁７のみを備える構成であっても良い。コントロール
ユニット21は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器
及び入出力インターフェースを含んで構成されるマイク
ロコンピュータを備え、各種のセンサからの入力信号を
受け、該入力信号に基づいて後述するように前記噴射パ
ルス信号のパルス幅Ｔｉ（燃料噴射弁７の開弁制御時
間）を演算して、該パルス幅ｉの噴射パルス信号を所定
タイミングで燃料噴射弁７に出力することで、機関１へ
の燃料供給を電子制御する。

【００１４】前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３
中に吸入空気の体積流量を計測するエアフローメータ18
が設けられていて、機関１の吸入空気流量Ｑに応じた信
号を出力する。また、クランク軸又はクランク軸に同期
して回転する軸（例えばカム軸）にクランク角センサ19
が設けられており、基準クランク角位置毎の基準角度信
号ＲＥＦと、単位クランク角毎の単位角度信号ＰＯＳと
を出力する。ここで、前記基準角度信号ＲＥＦの周期又
は単位角度信号ＰＯＳの所定時間内における発生数を計
測することで機関回転速度Ｎｅを算出できるようになっ
ている。

【００１５】更に、機関１のウォータジャケットの冷却
水温度Ｔｗを検出する水温センサ20が設けられている。
ここで、コントロールユニット21は、吸入空気流量Ｑと
機関回転速度Ｎｅとに基づいて基本噴射パルス幅Ｔｐを
演算すると共に、前記冷却水温度Ｔｗ等の機関運転状態
に基づいて各種補正係数ＣＯＥＦを演算し、前記基本噴
射パルス幅Ｔｐを前記各種補正係数ＣＯＥＦで補正して
有効噴射パルス幅Ｔｅ（←Ｔｐ×ＣＯＥＦ）を演算す
る。更に、電源電圧の変化による燃料噴射弁７の有効開
弁時間の変化を補正するための電圧補正分Ｔｓを電源電
圧に応じて設定し、この電圧補正分Ｔｓを前記有効噴射
パルス幅Ｔｅに加算して最終的な噴射パルス幅Ｔｉ（←
Ｔｅ＋Ｔｓ）を設定する。

【００１６】次いで、前記噴射パルス幅Ｔｉの噴射パル
ス信号を所定タイミングで燃料噴射弁７に出力して、燃
料噴射弁７から有効噴射パルス幅Ｔｅ相当の燃料を噴射
供給させることで、所定空燃比の混合気を形成させる。
燃料噴射弁７から噴射供給させる燃料は、燃料タンク８
内に貯留されている。そして、この燃料タンク８には、
燃料ポンプ９が内設されており、該燃料ポンプ９により
吸引されて圧送される燃料は、２つのプレッシャレギュ
レータ10，11及び燃料フィルタ12が介装された燃料供給
管13（燃料供給通路）を介して各燃料噴射弁７に分配供
給される。

【００１７】前記上流側のプレッシャレギュレータ10
は、燃料タンク８の近傍に配設され、その基準圧力室に
は吸気コレクタ５から圧力導入管14を介して機関１の吸
入負圧が導入され、燃料ポンプ９から送られる燃料の圧
力と吸入負圧（基準圧力）との差圧が所定以上になる
と、リターン通路15ａを開いて、燃料を燃料タンク８に
戻すことにより、前記差圧が一定になるように燃圧を調
整する。前記差圧を一定にすれば、燃料噴射弁７の開弁
時間に対して噴射供給される燃料量がリニアな特性とな
るから、噴射量を開弁時間として制御することができ
る。

【００１８】前記上流側のプレッシャレギュレータ10を
通過した燃料は、燃料フィルタ12で濾過されてから、機
関１に比較的近い位置に配設される下流側プレッシャレ
ギュレータ11に導入される。この下流側のプレッシャレ
ギュレータ11も、前記プレッシャレギュレータ10と同様
に、圧力導入管14を介して導入される機関１の吸入負圧
と燃圧との差圧に応じてリターン通路15ｂを開閉するこ
とで、前記差圧を一定する燃圧調整機能を有するもので
ある。

【００１９】上流側のプレッシャレギュレータ10のリタ
ーン通路15ａには、コントロールユニット21によって開
閉制御される電磁開閉弁16が介装されている。この電磁
開閉弁16を閉じると、リターン通路15ａを介して燃料を
タンク内に戻すことができなくなるので、プレッシャレ
ギュレータ10が燃圧の調整機能を失い、下流側のプレッ
シャレギュレータ11によって燃圧の調整が行われるよう
になる。一方、前記電磁開閉弁16を開くと、上流側のプ
レッシャレギュレータ10によって燃圧が調整されるよう
になるので、下流側のプレッシャレギュレータ11は実質
的にその機能を失い、下流側のプレッシャレギュレータ
11からタンク内に戻されるリターン燃料は殆どゼロにな
る。

【００２０】このように、前記電磁開閉弁16の開閉によ
って、２つのプレッシャレギュレータ10，11のいずれか
一方を選択的に機能させることができるようになってお
り、前記電磁開閉弁16が本実施例における切り換え手段
に相当する。ところで、下流側のプレッシャレギュレー
タ11は、機関１に近い位置に設けられるから、プレッシ
ャレギュレータ11から戻されるリターン燃料は、機関に
よって暖められた温度の高い燃料であり、かかる高温の
リターン燃料はタンク内における燃料ベーパの発生原因
となってしまう。このため、コントロールユニット21
は、通常は、電磁開閉弁16を開くことで上流側のプレッ
シャレギュレータ10を機能させ、機関によって燃料が暖
められる前の段階で余剰燃料をタンク内に戻すように制
御する。

【００２１】一方、始動時には、燃料噴射弁７近傍の燃
料供給管13内に燃料ベーパが溜まっている可能性があ
り、かかる燃料ベーパは、噴射燃料量の精度を悪化させ
ることになるから、早期に追い出す必要がある。そこ
で、コントロールユニット21は始動時に電磁開閉弁16を
閉じ、下流側のプレッシャレギュレータ11によって燃圧
調整を行わせることで、燃料噴射弁７付近の燃料供給管
13内における燃料の循環を図り、余剰燃料と共に燃料ベ
ーパがタンク内に戻されるようにする。

【００２２】ここで、図３に示すフローチャートに従っ
て、前記コントロールユニット21による電磁開閉弁16の
開閉制御、即ち、２つのプレッシャレギュレータ10，11
の切り換え制御の様子を詳細に説明する。尚、本実施例
において、切り換え制御手段としての機能は、前記図３
のフローチャートに示すように、コントロールユニット
21がソフトウェア的に備えている。

【００２３】図３のフローチャートにおいて、まず、ス
テップ１（図中ではＳ１としてある。以下同様）では、
スタートスイッチ17のＯＮ・ＯＦＦ切り換えがなされた
直後であるか否かを判別する。そして、切り換えが行わ
れた直後である場合には、ステップ２へ進み、スタート
スイッチ17がＯＮ・ＯＦＦ切り換えされた後に、最初の
噴射（切り換え時に噴射中であった噴射を含む）が行わ
れたか否かを判別する。

【００２４】ここで、最初の噴射が行われたと判別され
た場合には、ステップ３へ進み、前記最初の燃料噴射の
終了直後であるか否かを判別する。そして、最初の噴射
終了直後である場合には、ステップ４へ進み、スタート
スイッチ17のＯＮ・ＯＦＦを判別する。スタートスイッ
チ17がＯＮであると判別され、始動中である場合には、
ステップ５へ進んで、前記電磁開閉弁16を閉じ、下流側
のプレッシャレギュレータ11を機能させて燃圧の調整を
行わせる。一方、スタートスイッチ17がＯＦＦであると
判別された場合には、ステップ６へ進んで、前記電磁開
閉弁16を開き、上流側のプレッシャレギュレータ10を機
能させて燃圧の調整を行わせる。従って、前記スタート
スイッチ17が本実施例における切り換え条件検出手段に
相当する。

【００２５】上記図３のフローチャートに示す制御で
は、基本的に、スタートスイッチ17がＯＮである始動中
を下流側のプレッシャレギュレータ11を機能させる条件
とし、スタートスイッチ17がＯＮからＯＦＦに切り換わ
ると、上流側のプレッシャレギュレータ10を機能させる
構成であるが、スタートスイッチ17のＯＮ・ＯＦＦ切り
換えに同期してプレッシャレギュレータの切り換えを行
うのではなく、ＯＮ・ＯＦＦ切り換えが行われてから、
最初の噴射終了時期を待って、実際の切り換えを実行さ
せるようにしてある（図４参照）。

【００２６】即ち、プレッシャレギュレータ10，11の切
り換え（電磁開閉弁16の開閉切り換え）を行うと、プレ
ッシャレギュレータ10，11の応答遅れのために、燃圧に
乱れが生じ、このときに噴射が行われると、噴射量に誤
差を生じてしまう。そこで、前記プレッシャレギュレー
タの切り換え制御に伴って発生する燃圧の乱れが、噴射
中に生じないように、噴射終了時期に同期させて切り換
えを実行させるようにしたものである。噴射終了時期に
同期させてプレッシャレギュレータの切り換えを実行す
れば、燃圧の乱れが噴射のインターバル中に発生して噴
射に悪影響を与えることはない。

【００２７】尚、本実施例では、スタートスイッチ17の
ＯＮ状態を下流側プレッシャレギュレータ11を用いる条
件（切り換え条件）としたが、２つのプレッシャレギュ
レータを使い分ける条件を限定するものではない。ま
た、２つのプレッシャレギュレータを選択的の機能させ
るための構成を、前記リターン通路15ａに介装した電磁
開閉弁16に限るものではない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、燃
料供給通路の上流側及び下流側にそれぞれプレッシャレ
ギュレータを配設し、これら２つのプレッシャレギュレ
ータを所定条件に基づいて切り換えて用いる構成におい
て、前記切り換え時に燃圧に乱れを生じても、該燃圧の
乱れによって噴射量の精度が悪化することを回避でき、
燃料噴射の精度を向上させることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の実施例のシステム構成を示す図。

【図３】同上実施例におけるプレッシャレギュレータの
切り換え制御を示すフローチャート。

【図４】同上実施例における切り換え特性を示すタイム
チャート。

【図５】従来の切り換え制御の問題点を説明するための
タイムチャート。

【符号の説明】

１ 機関 ７ 燃料噴射弁 ８ 燃料タンク ９ 燃料ポンプ 10，11 プレッシャレギュレータ 13 燃料供給管 14 圧力導入管 15ａ，15ｂ リターン通路 16 電磁開閉弁 17 スタートスイッチ 21 コントロールユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料ポンプによって燃料タンクから燃料供
   給通路を介して圧送された燃料の圧力と基準圧力との差
   圧が所定値以上であるときに、燃料を前記燃料タンクに
   戻すリターン通路を開いて、前記差圧を一定に調整する
   プレッシャレギュレータを備え、該プレッシャレギュレ
   ータにより所定圧力に調整された燃料を、間欠的に開駆
   動制御される燃料噴射弁によって機関に噴射供給する構
   成の内燃機関の燃料供給装置であって、 前記プレッシャレギュレータを前記燃料供給通路の下流
   側及び上流側にそれぞれ配設する一方、 該２つのプレッシャレギュレータのいずれか一方を選択
   的に機能させる切り換え手段と、 前記２つのプレッシャレギュレータの切り換え条件を検
   出する切り換え条件検出手段と、 該切り換え条件検出手段によって切り換え条件が検出さ
   れた後の前記燃料噴射弁の噴射終了時期に同期させて前
   記切り換え手段を制御してプレッシャレギュレータの切
   り換えを行わせる切り換え制御手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の燃料供
   給装置。