JPS591347B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 自動車エレクトロニクスの進展に伴い自動車の燃料供給
系として、種々の計量系が確立されて来た。

自動車の排気浄化、燃費低減という二つの課題に対し、
要求を満たす方式として、電子式燃料噴射装置の開発が
最も進行し、特に燃料供給装置に関する制御装置が急速
な進歩をした。

しかしながら各気筒毎に燃料噴射弁を付加する方式（マ
ルチポイントインジェクションと記す。

）はシステムのコストを高くする要因となり、気化器式
の燃料供給系を完全にりょうがするには至っていないの
が現状である。

この現状を打破するため、燃料噴射弁単体およびエアフ
ローセンサ等のコストヲ低減する方策が考えられ、さら
に噴射弁の使用個数をも減らす方策が考えられてきた。

これらの方策として我々は吸気管上流に設けられた１個
の燃料噴射弁から噴射された燃料で混合気を形成し、こ
の混合気を吸気管により各気筒に導入する方式（シング
ルポイントインジェクションと記す。

）を研究し、さらにエンジンへの吸入空気量をバイパス
に設けた空気流速センサで計測する方式（バイパス式エ
アフローセンサと記す。

）を研究してきた。

上記シングルポイントインジェクションでは、各気筒に
噴射された燃料が正しく導かれることがエンジンの制御
に非常に重要である。

このため噴射された燃料の微粒化を十分に行ない、吸入
空気と均一な混合気を形成させることが必要である。

噴射燃料の微粒化には燃料噴射弁であるインジェクタの
先端に微粒化のためのアシストエアーを導入し、先端部
に混合室を形成することが望ましいことが分った。

しかしこのアシストエアーの導入はメイン通路を流れる
エアーの流れを乱すことが分った。

特にバイパス式エアフローセンサヲ使用した場合、この
メイン通路を流れるエアーの乱れはバイパスエアーの流
速に影響を与え、計量精度を低下させる問題があった。

またバイパス式エアフローセンサとの組合せにより、上
記アシストエアーが減少する悪影響も考慮する必要があ
った。

インジェクタのアシストエアー吉バイパス式エアフロー
センサさの影響はインジェクタおよびエアフローセンサ
をコンパクトにセンサ筒に配置しようさしたさきにさら
に大きな問題きなる。

本発明の目的は、燃料の十分な微粒化を行えるアシスト
エアーを供給でき、しかも高精度に吸入空気量を計測で
きる燃料供給装置を提供することにある。

本発明は絞り弁上流にベンチュリを設け、このベンチュ
リの最狭部にバイパス式エアフローセンサのためのバイ
パス出口を設け、さらにベンチュリ部き絞り弁の間に上
記アシストエアーの取入口を設けたことを特徴とする。

本発明によればベンチュリの最狭部にバイパスエアーの
出口を設けているので、アイドル運転の如き低流量時で
もベンチュリの最狭部にはバイパスに安定したエアーを
流すのに十分な負圧が生じ、バイパス中のエアーの流量
を高める。

さらにベンチュリ部の後は圧力が高まり、アシストエア
ーの取入口をベンチュリ部の後に設けるこ吉により泡入
口の圧力を高めることができる。

また本発明ではセンサ筒にインジェクタと絞り弁とバイ
パス式エアフローセンサさを集中して配置することによ
りシステムの簡単化を図った。

このためベンチュリ部と絞り弁が接近し絞り弁による空
気抵抗の増大はアシストコアー取入口の圧力の増加をさ
らに太きくシ、アシストエアー流速を高める効果がさら
に増大する。

この効果はアイドル運転状態において絞り弁を閉じてい
るのでさらに大きい。

従って微粒化が特に問題とされるアイドル運転時の微粒
化に本発明は大きな効果をもたらす。

またベンチュリ部の後でアシストエアーを取込んでいる
のでアシストエアーによるアイドル運転時のエアーの乱
れはベンチュリ最狭部の負圧に影響を及ぼすこさがなく
、吸入空気量の計測精度を低下させることがない。

以下図面によって詳細に説明する。

第１図は本発明による具体的実施例を示したものである
。

すなわち、吸気管３にインシュレータ１２を介して固定
されたセンサ筒１にはエンジン３４に吸引される空気量
を空気の流速で計量する熱線式センサ２０が設けられ燃
料量を表わすパルス信号に応じ吸気前３内に燃料を噴射
せしめるインジェクタが設けられている。

センサ筒１にはエンジンへの吸入空気量を制御する第１
の絞り弁２を置き、この第１の絞り弁２の開度はアクセ
ルペダル（図示していない）に連結され、運転者の意志
で制御する。

第１の絞り弁２の下流に燃料を吐出するノズル吐出口１
１を持ち、通路途上に燃料噴射用のインジェクタ４を置
き、該インジェクタ４は、防振ゴム８、インジェクタ固
定板７とインジェクタ固定板７をセンサ筒１に固定する
ねじ２６をもってセンサ筒１の絞り弁の軸上垂直方向の
位置に固定されている。

インジェクタ４の先端部はセンサ筒１に設けた混合室１
０に突出しており、空気のもれをなくすためオーリング
９をインジェクタ４の先端部にはめている。

混合室１０は、絞り弁上流に開口した全気取入口１５と
連通し、インジェクタ４から噴射された燃料と、全気取
入口１５より吸引されたアシストエアーと適度に混合し
、燃料の霧化を助長する。

全気取入口１５の径は１φ〜３φｍｍの範囲が最適で混
合室容積はＱ、 ５ ｃｃ〜３ｃｃとする。

これは燃料計量しているインジェクタ４がパルス長で定
まる時間で噴射をし制御されているため、エンジン回転
数が小さい低速時にはエンジンの吸気行程期間に対する
燃料噴射期間が１１５０〜１／２０と非常に小さくなる
。

この結果エンジンの各気筒（図示していない）に吸引さ
れる空気／燃料の比は時間的に変化し、均一混合気濃度
が形成されない欠点がある。

これを解消するには、燃料を一旦ためて、その後徐々に
吸気管３中に噴射することが必要である。

つまり燃料の平消化を図れば良い。該混合室１０はかか
る作用をも兼ねており、混合室１０内に多孔質の物質（
図示していない）を挿入して、燃料のたまりを促進する
とさらに効果がある。

燃料は燃料配管６を通ってインジェクタ４に導かれるが
、燃圧は２〜３ｋｇ／ｃｙｉの範囲に調圧されている。

またセンサ筒１の絞り弁上流の空気流入部にはベンチュ
リ２３を設け、空気の吸込みによって生じる空気流速の
変化をとらえるべき、バイパス空気通路１６があり、ベ
ンチュリ２３の上流に空気流入部１９を設け、オリフィ
ス１８およびベンチュリ２３の最狭部に空気吐出口１７
を設けた構成において、ベンチュリ２３で発生する負の
圧力で吸入空気の一部をバイパス空気通路１６に導く。

バイパス空気通路１６には熱線式センサ２０が配設され
、バイパス空気通路１６を流れる空気流速に比例した信
号を発し、尚該信号を増幅器２１、積分器２２等を介し
て、ライン２４から信号処理回路（図示していない）に
導き、空気量に見合った燃料噴射時間を算出し、インジ
ェクタ４のリード線５に、必要印加パルス電圧が加えら
れる。

熱線式センサ２０はバイパス空気通路１６に配設するの
だが、当該通路を通過する空気量はオリフィス１８の径
によってほぼ一義的に定まる。

センサ筒１の上流には空気を清浄にするエアクリーナ１
３を置き、フィルタ１４で微細なほこりを吸い携る。

インジェクタ４から噴射された燃料は最悪の場合、第１
図に図示したごとく、棒状に燃料は飛来し、吸気管３の
壁面に衝突する場合が考えられる。

これは絞り弁２の開度が犬きく、空気量の少ない運転条
件で発生する問題で、インジェクタ４のノズル吐出口１
１の部分の空気流速が小さく、燃料の霧化が促進されな
いからで、対策としては、第１図に示したごとく、吸気
管３のインジェクタ４とノズル吐出口の軸の延長と吸気
管壁面の交点部に加熱板２５を設け、当該壁面近傍に飛
来した燃料の霧化を促進させる。

加熱板２５は排気熱、電気を熱源とし、空気を加熱しな
いように、加熱面は壁面より凸部なき構造とする。

また燃料の壁面付着を低減する方式さしては、第１図に
示したごとく、センサ筒１に設けた二枚の絞り弁を、通
常運転する場合は第１の絞り弁２を動作せしめ、加速、
高速運転時のみ第２の絞り弁１を開弁する。

これは絞り弁の開度、径によって絞り弁部の空気流速が
変わるから、通常の運転の場合は、第１の絞り弁２のみ
を開き空気流速を高め、燃料の微粒化を促進し、吸気管
３の内壁に燃料が付着しない配慮をし、力ロ速、高速運
転では吸気抵抗を低減するため第２の絞り弁２′も開弁
せしむる。

この場合、インジェクタ４は第１の絞り弁２の下流に吐
出口を設けて配設される。

ベンチュリ２３は、第１と第２の絞り弁２，２′の上流
に設けられ、第２の絞り弁２′の開弁動作は第１の絞り
弁２の上流に設けたベンチュリ２３′の負の圧力および
第２の絞り弁２′の上流の圧力の平均値が負圧通路３１
を介してダイヤフラム２７の負圧室２８に導かれ、ロッ
ド２９を引き上げ、その結果第２の絞り弁２′と一体吉
なって回動するアーム３０を回動し、第２の絞り弁２′
を開弁せしむる。

ダイヤフラム２７を動作せしむるに必要な負の圧力はベ
ンチュリ２３′の最狭部に設けた第１負圧取出口３２お
よび絞り弁２′の上流に設けた第２負圧取出口３３を連
通せしめた通路で合成される。

したがって空気量の少ない、低回転時には、負圧取出口
３２に発生する負の圧力が小さく、ダイヤフラム２７を
作動する力が得られなく、絞り弁２のみが開弁し、イン
ジェクタ４のノズル吐出口１１部の流速が高い値に維持
できる。

よって低速時の燃料微粒化が促進し、従来の燃料分配の
不具合が解消され、出力の低下が防止でき、燃費、排気
レベルの低減が達成できる。

この実施例ではアシストエアーの取入口１５がベンチュ
リ２３と絞り弁２との間に設けられているので、アシス
トエアーも含めた流量がバイパス１６内のセンサを測定
できる。

さらにアシストエアーの取込みがバイパス１６の流れを
乱すことがない。

しかもベンチュリ部き絞り弁の間は圧力が高まり、十分
なアシストエアーを確保できる。

またこの実施例では、インジェクタに対し絞り弁をはさ
んで反対の側にバイパス１６が配置されている。

エンジンの運転状態によっては吸入空気が振動し、逆流
を生じる。

この場合インジェクタ４から噴射された燃料は逆流の空
気によりスロットル上流に運ばれるが、インジェクタと
反対側にバイパス１６が設けられているのでバイパス１
６内に燃料が入ることがほとんどない。

従ってセンサ２０に燃料が付着することがなく、燃料付
着による誤動作を生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による具体的実施例の説明図を示す。 １・・・・・・センサ筒、２・・・・・・第１絞り弁、
２′・・・・・・第２絞り弁、３・・・・・・吸気管、
４・・・・・・インジェクタ、５・・・・・・リード線
、ｅ・・・・・・燃料配管、７・・・・・・インジェク
タ固定板、８・・・・・・防振ゴム、９・・・・・・Ｏ
ＩＪソング１０・・・・・・混合室、１１・・・・・・
ノズル吐出口、１２・・・・・・インシュレータ、１３
・・・・・・エアクリーナ、１４・・・・・・フィルタ
ー、１５・・・・・・空気取入口、１６・・・・・・バ
イアス空気通路、１７・・・・・・空気吐出口、１８・
・・・・・オリフィス、１９・・・・・・空気流入口、
２０・・・・・・熱線式センサ、２１・・・・・・増幅
器、２２・・・・・・積分器、２３・・・・・・ベンチ
ュリ部、２３′・・・・・・ベンチュリ部、２５・・・
・・・加熱装置、２６・・・・・・固定用ネジ、２７・
・・・・・ダイヤフラム、２８・・・・・・負圧室、２
９・・・・・・ロッド、３０・・・・・・アーム、３１
・・・・・・負圧通路、３２・・・・・・第１負圧取出
口、３３・・・・・・第２負圧取出口、３４・・・・・
・エンジン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンへ空気と燃料とからなる混合気を導く吸気
   管の上流側に設けられたセンサ筒と、センサ筒に設けら
   れ、アクセルペダルの操作に基づいてその開度が変化す
   る絞り弁と、絞り弁の回転軸と垂直方向のセンサ筒側面
   に設けられ、絞り弁の下流へ燃料を噴射するインジェク
   タと、絞り弁上流に設けられた全気取入口からの空気と
   インジェクタから噴射された燃料とが混合されて絞り弁
   下流へ噴射されるように上記インジェクタの生端部に設
   けられた混合室と、上記絞り弁上流のセンサ筒に設けら
   れたベンチュリ部と、上記ベンチュリ部の最狭部に出口
   開口を有し、上記ベンチュリの上流に入口開口を有する
   バイパス空気通路と、上記バイパス窒気通路内に設けら
   れたバイパス空気通路を流れる空気流速を測定するセン
   サとからなり、上記混合室へ取り込まれる空気の上記全
   気取入口を上記ベンチュリ部と上記絞り弁の間に設けた
   ことを特徴とする燃料供給装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記バイパス空気
   通路を上記センサ筒において上記絞り弁をはさんで上記
   インジェクタの取付位置の略反対側に配置したことを特
   徴とする燃料供給装置。