JPS5943933A - 燃料供給装置 - 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】 本発明は燃料噴射装置付内燃機関のコールド時の燃料の
霧化を改善する装置に関する。

従来、単噴射弁あるいは多噴射弁方式の燃料供給装置を
備えた内燃機関において、コールド時のエンジン始動直
後は燃料の霧化が悪く設定値よりも希薄な混合気が形成
されてエンジンに供給される為エンジンのスムーズな運
転が損なわれていた。

この対策としてスロットルボデーからエンジンまでの吸
気通路上に、燃料霧化の為の電気加熱体を設置する事が
従来より提案されている。エンジンに燃料を供給するイ
ンジェクタの取付位置は、スロットル弁の上流にある為
プレッシャレギュレータにより常に約３　ｋｔｒ　／　
ｃＪ程度の燃圧が保持される。

その結果上記電気加熱体により燃料の霧化を促進する場
合において、燃圧３ｋｇ／ｃｎｌに見合った燃料を電気
加熱体により、一度に霧化するものであるから十分な燃
料霧化が期待できず、排気エミソシジン（特にＨＣ）の
低減効果が小さいという問題が　あ　っ　プこ　。

かかる問題点に鑑み、本発明はコールド時、インジェク
タより供給される燃料の燃圧を現状の約３ｋｇ／ｃＪの
ものより低下さセ例えば約２　ｋｇ　／　ｃｔＡとし燃
料の噴射時間は長（して燃料の霧化の改善をはかること
を目的とする。

以下本発明を実施例に基づいて説明する。第１図はプレ
ッシャレギュレータの構成を示す模式図で公知のもので
ある。ダイアフラム７ａ、カラー７ｂ、弁部７ｃが一体
に組付けられており、ダイアフラム７ａはアッパケース
７ｄとロアケース７ｅによって洩れが無い様にかしめら
れている。ダイアフラム室７ｆにはスプリング７ｇが構
成されスプリング７ｇの設定力によってアウトレットパ
イプ７ｈの端部に弁部７ｃが押付けられている。

この場合燃料はインレットパイプ７１により定圧室７ｊ
に流入し、スプリング７ｇの力にうちかってアウトレッ
トパイプ７ｈより燃料タンク（図示せず）にもどる。第
２図はバキュームコントロールバルブの構成を示す模式
図で公知のものである。

ロアケース１３ａには吸気負圧が作用する為のインレッ
トパイプ１３ｂ１アウトレット１３Ｃが押し込まれ、ロ
アケース１３ａに形成されたロアケースインレットパイ
プ１３ｄには絞り１３ｅが設けられている。ダイアフラ
ム１３ｆはその外周をロアケース１３ａとアッパケース
１３ｇにより洩れが無い様に取付けられている。ダイア
フラム１３ｆはカラ−１３ｈ１弁部１３ｉが組みこまれ
弁部１３ｉの反対側でダイアプラム１３ｆ、カラー１３
ｈが固定されている。ダイアフラム室１３ｊに設定圧に
応じたスプリング１３ｋが構成されている。ダイアフラ
ム室１３ｊとは反対に大気圧室１３！がカラー１３ｍ、
スジリンク１３ｎ１ホルダー１３０、スクリュー１３ｐ
により構成されている。

スクリュー１３Ｔ）はネジが形成されており、アッパ゛
ケース１３ｇ内におしこむ事でダイアフラム室１３ｊの
スプリング１３にの設定力を変え任意の設定圧にする事
が出来る。第３図は燃料供給装置の概要を示す模式図で
ある。燃料は燃料タンク１、フィルタ３、電磁ポンプ２
デリバリバイブ４を連間は、燃料配管１ａ、２ａ、３ａ
によりそれぞれが連結されている。プレッシャレギュレ
ータフの定圧室７ｊに流入した燃料はダイアフラム室７
ｆに設けたスプリング７ｇの設定力を越えた場合、弁部
７Ｃが図で上に移動しアウトレットパイプ７ｈ、燃料タ
ンク７ｋを通り燃料タンク１内にもどる。従ってプレッ
シャレギュレータフによって電磁ポンプ２より圧送され
た燃料の圧力を一定に保持する働きをする。インジェク
タ５はスロットルボデー１４に設けられたスロットル弁
１４ａのほぼ直上（常に大気状態）に取付けられている
。インテークマニホールド８には冷間状態検出手段とし
て水温センサー９が取付けられており、スロットル弁１
４ａの直下には燃料霧化を改善する電気加熱体１０が設
置されている。インテークマニホールド８にはプレッシ
ャレギュレータ７のダイアフラム室７ｆに吸気負圧を導
く為の負圧取り出し口８ａが設けられており、その間に
は三方弁１２、バキュームコントロールパル７’ｌ　３
カ配’１１２　ａ。

１２ｂ、１３ｙにより接続されている。三方弁１２は運
転状態によってコンピュータ１１から出力が送信され、
プレッシャレギュレータ７のダイアフラム室７ｆに大気
もしくはエンジンの吸気負圧を導く構成となっている。

次に上記構成例の作動について説明する。コールドの場
合（例えばエンジン冷却水温が８０℃より低い時）イン
テークマニホールド８に取付けた水温センサー９の信号
により電気加熱体１０が作用しライザー表面１０ａが加
熱される。同様に水温センサー９の出力によってコンピ
ュータ１１から三方弁１２に信号が送信されインテーク
マニホールド８の負圧取出し口８ａからプレッシャレギ
ュレータ７のダイアフラム室７ｆに吸気負圧が導入され
る。この場合バキュームコントロールバルブ−１３の作
用により例えばインテークマニホールド８内の負圧が５
００　＋＋＋＋Ｉ１ｇであってもバキュームコントロー
ルバルブ１３の設定圧が２００　ｍｍ１１ｇの出力を出
すものであればプレッシャレギュレータ７のダイアフラ
ム室７ｆには２００　龍１１Ｂの負圧が作用する事にな
る。これはエンジンの吸気負圧が変動し−どもダイアフ
ラム室７「に作用する負圧を一定する事でインジェクタ
５よりエンジン（図示せ１゛）に供給される燃圧をある
領域内では一定にする為である。但しインテークマニホ
ールド８の負圧が２００　ｙｕｖｌｌｇより小さくなる
（大気圧に近づく）とバキュームコントロールバルブ１
３の作用は無くなる為にダイアフラム室１３ｊにはイン
テークマニホールド８の負圧が作用する。ずなわち、電
気加熱体ＩＯが作用する領域においてインジェクタ５よ
り供給される燃圧をホット状態（エンジン冷却水温が８
０°Ｃにｌ上の時）よりは低下させる。

（３ｋｇ／ｃＪ−１〜２　ｋｇ／ｃｄに低下）燃料霧化
のメカニズムを説明すると、インジェクタ５により供給
された燃料はスロットル弁１４ａに接触しほぼ液滴の状
態で電気加熱体１０のライザー表面ｊ０ａに落ちる。ラ
イザー表面１０ａの燃料は、電気加熱体１０により霧化
されるが、燃料が一度に供給される場合、その効率は低
下する。いいかえれば、完全に霧化されない状態の燃料
がエンジン６に供給される為、電気加熱体１０を設置し
ているにもかかわらず、気筒分配等がまだ不十分である
。

燃圧を低下させた場合、電気加熱体１０のライザ表面に
接触する燃料は、時間当り減少する傾向にあるので有効
に燃料が霧化される事になる。これによって燃料の霧化
がより向上し気筒分配、Ｉ　Ｃ等を改善する事が出来る
。この場合、供給燃料量は噴射時間が現状の設定では短
くなるのでこの条件ではコンピュータ１１によって噴射
時間を長くする様に演算する構成としである。

次にホット状態（エンジン冷却水温が８０°Ｃ以上の時
）においては電気加熱体１０は作動を停止する。これは
エンジン冷却水温によってインテークマニホールド８の
内部が加熱され燃料の霧化が促進される為である。この
場合、水温センサ９の信号によってコンピュータ１１か
ら三方弁１２に信号が送信され、プレッシャレギュレー
タ７のダイアフラム室７ｆに大気を導く。従って、ダイ
アフラム室７ｆに設けたスプリング７ｇの設定力によっ
てインジェクタ５よりエンジン６に供給される燃料の圧
力は約３ｋｇ／ｃ司にもどる。この場合燃＊１■の噴射
時間はコールド状態に比べ短くしないと供給燃料量が増
大するのでこれもコンピュータ１１により補正される様
設定しである。上記構成によって特にコールド時（水温
が８０℃以下の時）燃圧をポット状態よりは低下さセる
事でより燃料の霧化が改善され、燃費・排気エミソシロ
ン（特にＨＣ低減）の改善が可能となる。

次に制御回路１１について説明する。説明の複雑化を避
けるために本発明に関係のある部分のみを説明する。第
５図において入力２０は前記水温センサ９の出力に接続
しである。出力２１は前記三方弁１２の電磁コイルに接
続しである。出力２２はインジェクタ５に接続しである
。３０は従来公知の燃料噴射ｍ′！￥回路（以後演算回
路と称する）であり例えば特公昭４９−４０８９６を使
用している。この場合インジェクタ５を駆動する駆動回
路は演算回路と切り離して使用している。該燃料噴射演
算回路３０はマニホールド負圧センサ、エンジン回転角
センサとか吸気温センサ等の図示していないセンサ類の
信号及び水温センサ９から信号に基づいて燃料噴射時間
を演算して出力する。

該演算回路３０の１つの入力は制御回路１１の人力２０
に接続してあり出力はＯＲゲート７２の一方の入力と積
分回路４０の入力に持続しである。

該積分回路４０の出力は第１比較器５０の非反転入力に
接続しである。該第１比較器５０の反転入力にはアース
電圧よりわずかプラスの一定電圧ＶＲ２が印加してあり
、出力はＡＮＤゲーグー７１の一方の入力に接続しであ
る。積分回路４０と第１比較器５０により前記演算回路
３０の出力である噴射時間を一定の倍率で倍長じた時間
幅を出す。

６０は第２比較器で非反転入力は制御回路１１の入力２
０に接続しである。反転入力には水温が８０゛Ｃに相当
する一定電圧ＶＲＩが印加しである。

該第１比較器６０の出力は前記八ＮＤゲート７１の他方
の入力と第２駆動回路８０の入力に接続しである。ＡＮ
Ｄゲーグー７１の出力はＯＲゲグー−７２の他方の入力
に接続しである。ＯＲゲート７２の出力はｆ６１駆動回
路９０の入力に接続しである。

第１駆動回路９０の出力は制御回路１１の出、力２２を
介してインジェクタ５に接続しである。前記第２駆動回
路８０の出力は制御回路１１の出力を介して三方弁に接
続しである。

以上の構成でその作動を第５図、第６図により説明する
。演算回路３０により設定した空燃比になるように各種
信号に基づいて演算された値を時間幅Ｔｐで出力される
。積分回路４０と第１比較器５０により前記時間幅Ｔｐ
を一定倍率Ｋに倍長じた幅ＫＴｐを出力する。

一方、第２比較器６０により氷温が８０°Ｃ以上か未満
かを判別する。８０℃未満の場合には出力はＦ【レベル
を、以上の場合にはＬレベルを出す。

そしてＩ］レベルの場合には第２駆動回路８０により三
方弁１２を通電してバルブを解放し、またＡＮＤゲーグ
ー１のゲートを開く。Ｌレベルの場合には三方弁を作動
しないしＡＮＤゲーグー１を開かない。ＯＲゲート７２
によりＡＮＤゲーグー１の出力がない（Ｌレベル）場合
には演算回路３゜の出力信号Ｔｐがそのまま出力され、
ＡＮＤゲーグー１の出力がある（、　Ｉ−Ｉレベル＞　
＋ｌＡ　合ニハΔＮＤゲート７１の出力が出力ＫＴｐが
出力される。

この場合Ｋ”Ｆｐの時間幅はＴｐの時間幅より長くて周
期がとれている。ＯＲゲートの出力信号は第１駆動回路
９０により電力増幅されインジェクタ５を駆動する。

三方弁１２が通電されると燃料圧力は前記のように第２
設定圧に降圧されると同時に噴射時間幅Ｔｐが倍長され
る。この場合−回の噴射燃料量は同じになるように倍率
には調整される。

次に倍長回路を構成する積分回路４０と第１比較器５０
について説明する。

抵抗４１の一端は前記演算回路３０の出力に接続され、
他端はトランジスタ４２のベースに接続しである。トラ
ンジスタ４２のコレクタは抵抗４４と抵抗４５の一端に
接続してあり、エミッタは接地しである。抵抗４３はト
ランジスタ４２のベースエミッタの間に挿入しである。

抵抗４４の他端には一定電圧Ｖｃが印加しである。抵抗
４５の他端はオペアンプ４６の反転入力に接続しである
。

オブアンプ４６の反転入力と出力の間に積分コンデンサ
４７が挿入しである。オペアンプ４Ｇの非反転入力には
一定電圧Ｖｃの半分の電圧が印加しである。該オペアン
プは単一電源で作動し、しかもほぼ接地電圧まで作動す
るものである。以上の構成でその作動を説明すると演算
回路３０の出力′１゛ｐが抵抗４１に印加されるとトラ
ンジスタ４２はＯＮしてコレクタはほぼ接地電圧になる
。すると積分器を構成するオペアンプ４６の非反転入力
にはＶ　ｃ　／　２の電圧が印加されるので出力は第６
図（Ｂ）の正の勾配のランプ波形となる。この正の勾配
の時間はトランジスタ４２がＯＮしている時間つまりＴ
ｐに相当する。この勾配はコンデンサ４７のＣと抵抗４
５のＲ１の時定数で決まり一定である。次にトランジス
タ４２がＯＦ　Ｆ　ｌ、た場合にはオペアンプ４６の反
転入力には抵抗４４と抵抗４５を介して一定電圧Ｖｃが
印加されるのでオペアンプ４６の出力はｆｆ１６図（Ｂ
）の負の勾配の波形となる。この場合の負の勾配はコン
デンサ４７のＣと抵抗４４のＲ２と抵抗４５のＲ１との
時定数により決まり一定である。第６図（八）は演算回
路３０の出力Ｔｐの波形である。時間幅Ｔｐの最後の時
点オペアンプ４７の出力電圧Ｖｐは時間幅Ｔｐに比例す
るのでこの時点から負の勾配で積分され接地電圧までの
時間Ｔｐ′は前記時間’ｒｐに比例する。

第２比較器は接地電圧を越える電圧が否かを判別するも
のでありその波形は第６図（Ｃ）の波形となる。該第２
比較器３０の出力時間幅はＴｐ　＋Ｔｐ　”　＝Ｔｐ　
（１＋Ｔｐ　′／１”ｐ）　＝に−ＴｐとなるＫは比例
定数で倍率となる。

なお第１比較器６０、第２比較器５０、第１駆動回路９
０と第２駆動回路８０は公知のため説明は省略する。

以上単噴射弁方式のエンジンでの実施例について述べた
が空気量検出手段はＬジェトロ方式（空気量センサ）、
Ｄジェトロ方式（エンジン回転数−エンジンの吸気負圧
から演算したもの）等であっζも本発明の効果が無くな
るものでは無い。

また、実施例ではインジェクタ５の取付けがスロットル
弁１４ａの直上（大気状態）となっているが、スロット
ル弁１４ａの下流に設置する構成でもよい。この場合燃
料の供給方向は電気加熱体１０のライザー表面１０ａに
供給する構成にする。

さらに実施例では１ケのインジェクタ５から燃料を供給
しているが、気筒数もしくは複数のインジェクタを設置
しても本発明の効果が無くなるものではない。

実施例においてプレッシャレギュレータ７はダイアフラ
ム式となっているが第３図の様に電気式の構成でもよい
。これは、ケース２０ａ１コイル２０ｂ１スプリング２
０Ｃ１弁部２０ｄ１インレットバイブ２０ｅ１アウトレ
ットパイプ２Ｏｆにより構成され、コンピュータ１１の
信号により弁部２０ｄが図で上下し、定圧室２０ｇの圧
力を一定に保持する。この場合、実施例において三方弁
１２、バキュームコントロールバルブ１３が不用になる
。

以上述べたように、本発明は供給空気量又は吸気負圧等
のエンジン負荷状態を検出する負荷状態検出手段と、そ
の信号によっ゛ζ燃料を供給する燃料供給装置と、吸気
通路途′上に吸気加熱装置とを備えた内燃機関において
、冷却水温の状態を検出する冷間状態検出手段を備え低
温時インジェクタにかかる燃料圧力を高温時よりは低下
させて、燃料霧化を向上させる様にした事、および、前
記内燃機関に燃料をリリーフして燃料圧力を＠整する燃
圧制御手段を設け、コールド時冷間状態検出手段の信号
によって前記燃圧制御手段を制御し、インジェクタにか
かる燃圧を低下させることにより燃料霧化を向上させる
ことができ、その結果燃費、排気エミソシロンの改善が
はかれるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はプレッシャレギュレータの模式図、第２図はバ
キュームコントロールバルブの模式図、第３図は燃料供
給装置の概要を示す模式図、第４図は電気式プレッシャ
レギュレータ模式図、第５図は制御回路の回路図、第６
図は制御回路各部の出力波形図である。 ■・・・燃料タンク、２・・・電磁ポンプ、３・・・フ
ィル・夕、４・・・デリバリバイブ、５・・・インジェ
クタ、６・・・エンジン、７・・・プレッシャレギュレ
ータ、８・・・インテークマニホールド、９・・・水温
センサ、１０・・・電気加熱体、１１・・・制御回路、
１２・・・三方弁。 １３・・・バキュームコントロールバルブ。 代理人弁理士　岡　部　　　隆 第１図 第２図 第　３１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の負荷状態を検出する負荷状態検出手段
   と、該内燃機関の冷却水温により冷間状態を検出する冷
   間状態検出手段と、前記負荷状態検出手段の信号に基づ
   き前記内燃機関にインジェクタにより燃料を供給する燃
   料供給装置と、前記内燃機関の吸気通路途上に吸気加熱
   装置とを備えた内燃機関において、前記内燃機関の冷間
   時インジェクタにかかる燃料圧力を暖機時または高温時
   よりは低下させて燃料を噴射することを特徴とする燃料
   供給装置。
2. （２）内燃機関の負荷状態を検出する負荷状態検出手段
   と、該内燃機関の冷却水温により冷間状態を検出する冷
   間状態検出手段と、前記負荷状態検出手段の信号に基づ
   き、前記内燃機関にインジェクタにより燃料を供給する
   燃料供給装置と、前記内燃機関の吸気通路途上に吸気加
   熱装置とを備えた内燃機関において、燃料の圧力を制御
   する燃圧制御手段を設け、前記冷間状態検出手段の信号
   に基づき前記燃圧制御手段を制御し、前記インジェクタ
   にかかる燃料圧力を低下させて燃料を噴射することを特
   徴とする燃料供給装置。