JPS5941641A - 燃料制御装置 - 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】 本発明は自動車エンジンへの燃料供給装置に係り、特に
、電気式制御装置によって混合気の空燃比を調節する燃
料制御装置に関するものである。

第１図は従来の燃料供給装置の断面図である。

１は燃料供給装置を構成する本体で、これを吸気通路２
が貫通している。吸気通路２にはアクセルペダルと連動
する絞り弁３が回転自在に設置され、その上流にはベン
チュリ部４が形成されている。

ベンチュリ部４の上流とベンチュリ部４の最狭部とはバ
イパス空気通路５によって連通され、その途中にホット
ワイヤセンサ６が設置されている。

ホソトワイヤセンザ６の出力の処理回路７は本体Ｊに一
体的に取り付けられ、この処理回路７の出力は本体１に
形成した保持部に固定されているコンピュータに入力す
るがこの図には示されていない。

一方、絞り弁３とベンチュリ部４の間の吸気通路２には
補助絞り弁９が設置され、その片方の端部には切り欠き
部９ａが形成されている。

第２図は第１図の補助絞り弁の上部の横断面図で、切り
欠き部９ａの所に燃料噴射部１０が嵌合している。燃料
噴射部１０は空気の流れ方向に開口Ｉ７ているスモール
ベンチュＩＪ　１０　ａと、この空気流に直角に開口さ
せた燃料ノズル１０１〕をもっている。

燃料噴射部１０は燃料通路１１ａ、燃圧レギュレータｌ
　２１）　、燃料通路１１１）　、燃圧レギュレータ１
２ａ、燃料ポンプ１３を介して燃料タンク１４に連通し
ている。この燃料通路１１１１の途中には燃料オリフィ
ス１５と、その開口面積を調節する燃料ニードル弁１６
が設置されている。また、この燃料ニードル弁１６前後
には燃圧レギュレータ１２ａ、１２１］が設置されてい
るので、常に差圧は一定に維持されている。なお、この
燃料ニードル弁１６の」一部には複数のつば部１６ａを
形成してラビリンスを構成している。

一方、バイパス空気通路５のホットワイヤセンサ６の下
流には空気オリノィス１７と、その開口面積を変化させ
る空気ニードル弁１８が設置さ７１″している。捷た、
上記燃料オランイス１５．燃料ニードル弁１６および空
気オリフィス］７．空気ニードル弁１８は同一軸線上に
配置され、燃料ニー−ドル弁１６と空気ニードル弁１８
との間には比例型電磁装置２０がやはυ同一軸線上に配
置されている。したがって、比例型電磁装置２０の出力
軸２１ａ、２１１：＋は夫々空気ニードル弁１８と燃料
ニードル弁１６を駆動するが、これらは別体で形成され
ている。

寿お、燃料ニードル弁１６を駆動する出力軸２１ｂＫは
ベロフラム２２が固定され、その周辺を本体１に密着さ
せることによって本体１の外に燃料が洩れ出すのを防止
している。また、空気オリフィス１７は空気ニードル弁
１８の変位方向と同し方向に移動できるようになってい
る。即ち、空気オリフィス１７は上下位置調節用のねじ
をもつオリフィスホルダ２３に形成されている。また、
オリフィスホルダ２３の中には空気ニードル弁１８にセ
ット荷重を与えるスプリング２４が設置されている。

燃料通路１１　ａの途中には電磁弁２５が設けられ、減
速時に燃料通路１１ａを閉じる。これによって吸入負圧
の増加による噴射ノズル１０Ｉ〕よりの過剰燃料の噴出
を防止し、混合気の過濃化を抑制している。

第３図は第１図の装置にアイドル回転制御装置を設置し
た場合の断面図で、第１図と同じ部分には同一符号を付
しである。補助絞υ弁９の上流と絞シ弁３の下流とを連
通ずるために本体１内に形成した補正空気通路２７には
アイドル回転制御用の電磁弁２６が設置されている。

一般にアイドル運転時においては補助絞り弁９と絞シ弁
３とが殆ど閉止しており、１だ、スモールベンチュＩＪ
　１０　ａを通過する空気量は少量であるので、アイド
ル運転時に吸入空気量が不足し易い。これを改善するた
めに第３図の構成を採用していた。即ち、通常運転時に
は補正空気通路２７は電磁弁２６で閉止されているが、
アイドル運転時には電磁弁２６が作動してニードルを引
き利け、補正空気通路２７を開通させる。したがって、
アイドル運転時の吸気量の不足は解消し、好適なアイド
ル運転状態を得ることができる。なお、電磁弁２６に与
える信号はデユーティパルス信号で１周期当りのオン時
間が制御されている。

第４図は第１図の装置の動作を制御するコンピュータの
入力信号と出力信号を示すブロック図で、第５図は比例
型電磁装置の制御系の回路図である。

絞り弁３の開度センサよりの信号Ｔ　Ｉ−Ｔθ、減速状
態を検出するアイドル開度スイッチの信号■θ、エンジ
ン回転数センサの信号Ｎ、クーラーの作動を検出するク
ーラースイッチの信号ＣＯｎ等がコンピュータ８に入力
し、これらのデータを演算処理して比例型電磁装置２０
．減速時に作動する電磁弁２５．アイドル運転時に作動
する電磁弁２６゜加速時等に燃料を補給する電磁弁２８
等に出力する。なお、電磁弁２８は第１図の絞り弁３の
下流に開［−１シている分岐した燃料通路を加速運転時
に開き、供給燃料を増量するものである。

第５図において、破線で囲った部分は比例型電磁装置２
０の１駆動回路３０で、比較器２９はホットワイヤセン
サ６の出力信号Ｈ／Ｗと設定値）％ｅｆとを比較し、比
例型電磁装置２０に出力する。ここで比例型電磁装置２
０に送ら汎る信号は差動増幅器を含む比較器２９に入力
されるＩ−Ｉ／Ｗが設定値Ｊ（、ｅｆに収束するような
信号である。換言すれば、バイパス空気通路５を流れる
空気量が略一定に々るように比例型電磁装置２０が空気
ニードル弁１８と空気オリフィス１７とで定まる開口面
積を制御するような信号である。

このように構成された従来の燃料制御装置の動作を次に
概略説明する。エンジンが運転されると吸気通路２内を
空気が流れ、ベンチュリ部４とその上流との間に圧力差
を生じる。その結果としてベンチュリ部４の」−流から
バイパス空気通路５を通ってベンチュリ部４に空気が流
れ、これをホットワイヤセンサ６が検出する。ホットワ
イヤセンサ６の信号Ｈ／Ｗは第５図に示すごとく設定値
ｌｅｆと比較されるので、絞り弁３が閉じられてベンチ
ュリ負圧が減少するとホツトワ・イヤセンザ６の信号Ｈ
／Ｗの値はＲｅｆより小となる。、駆動回路３０は空気
ニー　ドル弁１８と空気オリフィス１７とで定まる隙間
を通過する空気量がｉ％ｅｆに達するように空気ニード
ル弁１８を下側に移動させるようなデユーティパルスを
比例型電磁装置２０に出力する。

この時、燃料ニードル弁１６と燃料オリノィス１５とで
定まる隙間は、絞り弁３の開度が減少してエンジンに吸
入される空気量が減少した分だけ減少させられている。

なお、この時の混合気の空燃比が理論空燃比に近い値に
なるように、燃料ニードル弁１６の形状が定められてい
る。

次に、絞シ弁３の開度が増してエンジンに吸入される空
気量が増加すると、ベンチュリ部４に生じるベンチュリ
負圧が犬となり、バイパス空気通路５を通る空気量が増
加する。したがって、ホットワイヤセンサ６の信号Ｉ−
ｒ　／　Ｗの値は設定値、ｌｅｆよりも犬となり、駆動
回路３０は空気ニードル弁１８と空気オリフィス］７に
よって定まる隙間を通過する空気量が設定値］（、ｅｆ
に近づくように比例型電磁装置２０に出力する。この時
は燃料ニードル弁１６と燃料オリフィス１５との隙間が
増加して供給燃料を増量する。

上記の動作を繰り返すことによって、バイパス空気通路
５を通過する空気量が一定になるようにフィードバック
制御することになるので、エンジンに吸入される空気量
の変化を知ると共に、比例型電磁装置２０を制御して略
一定の理論空燃比の混合気を供給するように制御するこ
とができる。

なお、設定値几ｅｆを変更すればそれ以外の空燃比に制
御することもできる。

このように構成された従来の燃料制御装置においては、
空気流速を高め燃料を微粒化する目的で（９） 設けた補助絞り弁９０開度をすべての運転状態で好適に
制御することは困難であった。即ち、低速全開域では絞
り弁３と共に補助絞り弁９も開弁するが、この時は燃料
噴射部１０のスモールベンチュ’Ｊ１０ａ内を通る空気
量は小量であるので、燃料の微粒化は困難である。また
、加速時の補助絞り弁９の作動が遅れて燃料噴出の時期
が適切でない。これを改善するために次のような構成が
用いられていた。

第６図は従来の絞り弁連動機構の断面図で、第１図と同
じ部分には同一符号を村上である。絞シ弁３の軸にはリ
ンク３１ａの一端が固定され、リンク３１ａの他端は回
転自在にリンク３１］〕とビン接続されている。また、
リンク３１ｂの他端はリンク３１ｃの一端と同様にピン
接続され、リンク３１Ｃの他端は補助絞り弁９の回転軸
に固定されている。したがって、破線で示す状態から実
線で示す状態に絞り弁３を開弁させるときは、それに従
って補助絞り弁９も強制的に開弁させられる。

即ち、この場合は絞シ弁３と補助絞り弁９とを同（１０
） −角度だけ平行に開弁させている。

このように作動する絞り弁機構は加速時の補助絞り′ｊ
ｆ’９の作動遅れを生じないという利点が得られるが、
低速高負荷で全開運転域ではスモールベンチュリ式　Ｉ
　Ｏａを流れる空気量が小量となるので、燃料の微粒化
が不十分となるという欠点をもっている。

第７図は絞り弁全開時のエンジン回転数とスモールベン
チュリ内流速との関係を示す線図である。

エンジンの回転数が低いことは負荷が大きく、エンジン
回転数が大となる程負荷は小さいことを意味している。

なお、補助絞り弁９は絞り弁３と同様に常に全開の状態
となっている。この場合のスモールベンチュリ１０ａ内
の空気流速は斜めの実線で示す如く変化し、燃料の微粒
化が良好となる領域は斜線で示す範囲に含まれる高速（
３０００ｒ１ｍ以」二）の場合のみとなる。これでは上
記のごとく低速全開高負荷時は燃料の微粒化は達成され
ない。

第６図のリンク機構の欠点は絞り弁３と連動して強制的
に補助絞り弁９も開弁させられるために（１１） 生じたものであるから、絞シ弁３の開弁度より補助絞り
弁９の開弁度を減少させるようにすれば改善される筈で
ある。そこで次の図のような補助絞り弁９の開弁手段が
試みられていた。

第８図は従来の他の補助絞シ弁開弁機構の断面図である
。補助絞り弁９の回転軸にはレバー３２ａの一端が固定
され、レバー３２　ａの他端はレバー３２１〕とピン接
続されている４、また、レバー３２１）の他端もダイヤ
フラムに一端を固定したロッド３３の他端とピン接続さ
れている。ダイヤフラム弁３８の負圧室３６は負圧路３
７を介してベンチュリ部４に連通し、負圧室３６内には
コイル状のはね３５が設置されている。

このダイヤフラム機構による補助絞り弁９の開度調節に
ついて次に説明する。絞シ弁３の開度が増して吸気通路
２内を通る空気量が増すと、補助絞り弁９の開度も空気
流に押されて犬となる。しかるにレバー３２．ロッド３
３を介して押しているダイヤフラム３４はばね３５で反
対方向に押しているので補助絞り弁９の開度は抑制され
る。−（１２） ツバ負圧室３６にはベンチュリ部４に生じた負圧を負圧
路３７を介して導入しているので補助絞りブＰ９の開弁
動作を助けてはいるが、いずれにしてもばね３５のばね
力を調節することによって絞シ弁３よりも補助絞υ弁９
の開弁度を大きく抑制することができる。このことはス
モールベンチュリ１０２１を通る空気量を増して燃料ノ
ズル１０ｈから燃料の噴出を促して微粒化を促進するこ
とになる。

しかるにこの機構はベンチュリ部４の負圧によって作動
させるもので、加速時に補助絞り弁９が抵抗となって必
要な空気量を迅速にエンジンに供給することができない
。したがって良好な加速性を得ることができないという
欠点をもっていた。

本発明は上記の従来技術の欠点を解消し、低速高負荷時
でも燃料の微粒化が十分で加速時の応答性が高い燃料制
御装置を提供することを目的とし、その特徴とするとこ
ろは、絞り弁と連動して補助絞り弁を開閉する機構と、
絞シ弁と補助絞り弁の間の吸気路圧力が設定値以下とな
ったときに作動（１３） するダイヤフラム弁による補助絞り弁の開弁機構とを有
し、補助絞り弁の開度を絞ｐ弁の開度以下に抑制して作
動させるごとく構成したことにある。

第９図は本発明の一実施例である燃料制御装置の断面図
で、第１０図は第９図のＡ面図である。

この場合は第６図のリンク機構と第８図のダイヤフラム
弁機構とを組み合わせて夫々の長所を利用したものであ
る。絞り弁３の回転軸に取り付けたリンク３１ａはリン
ク３１ｂおよびリンク３１Ｃとピン接続され、絞シ弁３
が開弁するとリンク３１ｃの上端が補助絞り弁軸４０の
回シを回転する。このとき補助絞シ弁軸４０に固定して
いる補助レバー４１を押して補助絞シ弁９を開弁させる
ように作動するが、リンク３１の構成によって補助絞り
弁９の開弁角は絞り弁３よりも小さいようにしである。

一方、補助絞シ弁軸４０に下端を固定している補助絞り
弁レバー３９はロッド３３を介してダイヤフラム３４に
接続されている。また、ダイヤフラム３４で仕切・つて
いる負圧室３６は負圧路３７１Ａｓ を介してこの場合は絞り弁３と補助絞り弁９の間の吸気
路２に連通している。なお、ダイヤフラム弁３８の負圧
室３６内にばばね３５が設置されていることは第８図の
場合と同様である。したがって、吸気路２内の圧力が設
定値以下になると品ツド；３３を引いて補助絞り弁９を
開弁する。

第１０図は補助絞シ弁ｌ１ｌｌ１４０の側面図で、補助
絞り弁軸４０には上記の如く補助絞す弁１／バー３９と
補助レバー４１が固定され、リンク３１ｃは回転可能に
嵌合しているので、リンク３１Ｃが回転したときは補助
レバー４１を押して補助絞り弁９を開弁させる。

第９図の燃料制御装置の動作を次に説明する。

自動車が低速全開高負荷運転時には絞シ弁３は全開とな
るがリンク３１の構成によって補助絞り弁９は半開程度
となっている。したがって、スモールベンチュリ部り０
ａ内も空気は良く流れて燃料ノズル１０１）より噴出す
る燃料を微粒化することが可能となる。また、加速運転
時は上記の如く絞り弁３は大きく開弁するが補助絞り弁
９はあまり（１５） 開かない。したがって、補助絞υ弁９以下の吸気路２に
は吸入負圧が生じるので、ダイヤフラム弁３８がロッド
３３を引いて補助絞り弁９を一時的に大きく開弁じて空
気を補給するので、加速運転は円滑に実施できるように
なる。即ち、目的とする低速全開域の燃料微粒化と加速
運転を円滑にすることが達成される。

第１１は第９図の燃料制御装置の定常運転時における絞
シ弁と補助絞り弁の開度の関係を示す線図で、補助絞り
弁９は全開時の１／３程度である開度Ｔで運転される。

しかし、上記のように運転状態に変動がある加速時等は
Ｔ以」二の開度となる。

第１２図は第９図の装置のエンジン回転数とスモールベ
ンチュ’）　１０　ａ内の流速との関係を示す線図で、
従来の装置の第７図に対応する図である。

絞シ弁３を全開して高負荷時１６００回転位までは補助
絞り弁９はリンク機構で開度Ｔとされているが、それ以
上の回転数になるとダイヤスラム弁３８が作動して補助
絞り弁９を全開１で開かせる。

このようにすればスモールベンチュリ１０ａ内会（１６
） の流速は常に高くなって燃料微粒化良好域である斜線を
施した範囲内に含まれることになる。

本実施例の燃料制御装置は、絞り弁軸に取り付は補助絞
り弁軸に嵌合させたリンク機構と、補助絞り弁より下流
の吸入負圧で作動するダイヤフラノ、弁で補助絞り弁を
開弁させるように構成することにより、低速全開域およ
び加速時でも好適な混合気を供給し、円滑な運転と燃料
消費率の節約および排気組成の浄化が達成されるという
効果が得られる。

本発明の燃料制御装置は、低速全開および加速時を含む
全運転域で好適に作動するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃料供給装置の断面図、第２図は第１図
の補助絞シ弁の上部の横断面図、第３図は第１図の装置
にアイドル回転制御装置を設置した場合の断面図、第４
図は第１図の装置の動作を制御するコンピュータの入力
信号と出力信号を示すブロック図、第５図は第１図の比
例型電磁装置（１７） の制御系の回路図、第６図は従来の絞り弁連動機構の断
面図、第７図は絞シ弁全開時のエンジン回転数とスモー
ルベンチュリ内流速との関係を示す線図、第８図は従来
の他の補助絞り弁開弁機構の断面図、第９図は本発明の
一実施例である燃料制御装置の断面図、第１０図は第９
図のＡ親図、第１１図は第９図の装置の定常運転時の絞
り弁と補助絞シ弁の開度の関係を示す線図、第１２図は
第９図の装置のエンジン回転数とスモールベンチュリの
流速との関係を示す線図である。 １・・・本体、２・・・吸気通路、３・・・絞り弁、４
・・・ベンチュリ部、９・・・補助絞り弁、１０・・・
燃料噴射部、１０ａ・・・スモールベンチュＩＪ、１０
ｂ・・・燃料ノズル、１１・・・燃料通路、１２・・・
燃圧レギュレータ、１５・・・燃料オリフィス、１６・
・・燃料ニードル弁、１７・・・空気オリフィス、１８
・・・空気ニードル弁、２０・・・比例型電磁装置、２
１・・・出力軸、２２・・・ベロフラム、２３・・・オ
リフィスホルダ、２４・・・スプリング、２５，２６．
２８・・・電磁弁、２９・・・比較器、３０・・・駆動
回路、３１・・・リンク、３２・・・レバ（１８） −、ニー３３・・・ロッド、３４・・・ダイヤフラム、
３１・・ばね、３６・・・負圧室、３７・・・負圧路、
３８・・・ダイ−＼・フラム弁、３９・・・補助絞り弁
レバー、４ｏ・・・補弔４（２） 弔５図 ０ 弔６図 弔ｑ図 牛 エンソン回軸４文 弔８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関に空気を供給する吸気通路に形成したベン
   チュリ部と、このベンチュリ部の下流の上記吸気通路内
   に設けた絞り弁と、この絞り弁と上記ベンチュリ部との
   間に設置された補助絞り弁および燃料噴射部と、上記ベ
   ンチュリ部およびその上流側とに開口して本体内に形成
   されたバイパス空気通路と、このバイパス空気通路内に
   設置されてその流通空気量を検出するホットワイヤセン
   サと、上記燃料噴射部に連通ずる燃料通路に設けられた
   燃料ニードル弁および上記バイパス空気通路に設けられ
   た空気ニードル弁によって上記バイパス空気通路を通る
   空気流量を一定に制御すると共に、上記燃料通路を通る
   燃料量を上記吸気通路を通る空気流量に応じて制御する
   比例型電磁装置とを有する燃料制御装置において、上記
   絞シ弁に連動して上記補助絞り弁を開閉する機構と、上
   記絞り弁と上記補助絞り弁の間の吸気路圧力が設定値以
   下となったときに作動するダイヤフラム弁による上記補
   助絞り弁の開弁機構とを有し、上記補助絞り弁の開度を
   上記絞り弁の開度以下に抑制して作動させるごとく構成
   したことを特徴とする燃ｆ’１制御装置。 ２、上記絞シ弁に連動して上記補助絞シ弁を開閉する機
   構が、リンク機構である特許請求の範囲第１項記載の燃
   料制御装置。