JPS61123760A

JPS61123760A - エンジンに燃料を送入する方法および装置

Info

Publication number: JPS61123760A
Application number: JP60193015A
Authority: JP
Inventors: イアン、レジナルド、トンプソン; マイクル、レオナード、マツケイ
Original assignee: Orbital Engine Co Pty Ltd
Current assignee: Orbital Engine Co Pty Ltd
Priority date: 1984-08-31
Filing date: 1985-08-31
Publication date: 1986-06-11
Also published as: FR2569775A1; FR2569775B1; CA1287533C; DE3531486A1

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】〔産業上の利用分野〕本発明は内燃機関に対する燃料の４量送入に係り、特に
燃料を計量し、ガス化して、パルス状に送込み又は（及
び）噴射させる装置に関する。本発明は特に自動車のエ
ンジンに燃料を供給する場合、特に、負荷が頻繁にかな
り変動する条件下でエンジンに燃料を供給する場合に応
用して有用である。

〔従来技術及び問題点〕

内燃機関の燃料噴射装置を安価にし、燃費を良くするこ
とが要望されている。従来の燃料噴射装置は、燃料の霧
化及び高温の燃料の噴射を十分に行なうためには、高圧
の燃料ポンプの圧力とは異る圧、力で燃料を計めできる
装置が必要であるが、このような装置は効果である。そ
の理由は、このような装置を作るには高いレベルの製造
技術が必要であり、加工精度を上げ、高価な材料を使わ
なければならないからである。

油圧式の燃料計量装置は５ＡＥＶＬ術報告第８２０３５
１号にマツケー氏（ＨａｃｋａＹ）が記載しており、そ
の細部についてはイギリス連邦特許第２．０１８．９０
６号及び第２，１０２．５０２号と、イギリス連邦特許
出願筒５３２，０３５号及び４５４．６５７号に開示さ
れている。このような装置によって上記問題がかなり解
消される。

上記資料に掲載されている油圧式の燃料計量噴射方式で
は、計量室内で燃料を計量し、この計量された燃料を高
圧下でガス状にし、このガス状の燃料をパルス状に上記
エンジンに噴射させる。この燃料計量送入方法は、上記
エンジンの入口マニホールドへの燃料供給管が可撓性を
有する場合には好ましいのであるが、燃料をエンジンの
燃焼室に直接送り込むこともできる。現用の燃料計量送
入装置では、燃料は燃焼室の燃料送入弁の上流側でガス
状にされ、この燃料送入弁の開閉はプログラム化された
電子回路の出力情報で制御される。この燃料送入弁を開
く時間は計量済みの燃料を全量ガス化して燃焼室に送り
込み得るように選定維持され、上記燃料計量送入装置は
、上記エンジンの最大パワー運転時でも、上記燃料送入
弁が開いている間に、所要量の燃料を計量して上記エン
ジンに十分送り込み得る構造である。上記燃料送入弁を
開く時間は、上記電子回路の出力信号のパルス巾を一定
にすることにより一定に保たれる。

しかしながら、上記燃料計量送入装置を取り付けたエン
ジンを具合よく作動させるためには、この燃料計量送入
装置の燃料を計量できる範囲を広くしなければならない
。燃料計量送入装置は、エンジンの定常運転状！ｓ（す
なわち速度及び負荷が一定な場合）では負荷調整範囲を
約５＝１にする必要があるが、エンジンの出力を楊めて
短時間に上げる場合には、燃料をスロットル全開時の２
倍程度まで増やさなければならない。

最近の資料は、ガスのパルス巾を一定にすれば上記計１
室からの所要量の燃料を十分に押し出し得るが、上記計
量された量の燃料と共に吐出される空気の量は上記計量
された燃料のｍが増すにつれて著しく減少することを暗
示している。この空気ｍの減少は、燃料の量の増加によ
り慣性と粘度が変化するためであると考えられ、燃料の
実際の吐出量、形成される空燃混合気の質、及びエンジ
ンに噴射される噴霧パターンに決定的な影響を与える。

〔発明の目的及び効果〕

本発明の目的は、圧縮ガスを用いて燃料をエンジンに送
入する方法及び装置を提供することにあり、これにより
、エンジンの過渡期における負荷の激しい変動の追随性
を向上させることができる〔発明の概要〕本発明が提案する上記方法は、圧縮ガスをチ夛ンバーに
送入してこのチャンバーから計量された量の燃料を吐出
させてエンジンに送入し、エンジンが必要とする燃料の
量の変化に応じて送入するガスの量を変化させ、エンジ
ンの燃料所要量が増加した時に、送り込むガスの口を増
加させる方法である。

燃料の吐出量を増す時に、計量された量の燃料を吐出さ
せるために上記チャンバーに送入するガスの量を増加さ
せれば、上記チャンバーから吐出させる燃料の単位重量
当りのエネルギーを増加させ、この燃料を噴射ノズルま
で送り、このノズルからエンジンの中に噴射させること
ができる。

また、ガスの口の増加により上記ノズルの先に形成され
る燃料の霧化特性及びスプレーの形が良くなる。上記燃
料の量に対するガスの母の増加の程度をＲＩＩ　ｔｌｌ
すれば、上記ノズルにおけるガスの比エネルギーを燃料
の量の増加と共に大きくすることができ、ガスｍを増加
できない場合でも、通常運転条件の下では燃料の変動範
囲の大部分の部分に対してガス農をほぼ一定に維持する
ことができる。

上記ガスの量は燃料の但の変化に対して一時函数的、又
はその他の任意の選定した関係で変化させることができ
る。

上記計量室に送入するガスの量は、その計量室の入口に
おける上記ガスの圧力及び温度の影響を受ける。しかし
ながら、実用的に見れば圧力又は温度の変化は好ましい
ものではなく、特に数ミリ秒の間隔で変動は注意が必要
である。ガスの量を変化させる場合に最も便利なのは、
そのガスを計量室に送入する時間を変化させる方法であ
る。

より具体的に説明すれば、燃料をエンジンに送入する方
法は、燃料をチャンバー即ち計量室の中で計量し、上記
計量室はガスを供給するガス入口ポートと燃料吐出ポー
トを有し、上記燃料を上記計量室から上記燃料吐出ポー
トを経てノズルからエンジンの中に送り込み、上記燃料
の移動及び送入は上記ガス入口ポートから上記計ｆｆｉ
至の中に送り込まれるガスにより行ない、この計量室に
送り込むガスの山はエンジンの燃料所要量に基づいて決
める。

公知のとおり、流体、特に液体が管路の中を流れる場合
には、その液体の層がその管路の内面に形成される。こ
の層の厚さは多くのファクター、例えば液体の粘度、流
速、管路内面の表面仕上げ等により変化する。液体の流
速が減少すれば層流の層の厚さは増加し、従って本発明
に暴くタイプの燃料計量ｉ誼では、燃料の吐出流速が小
さくなれば、上記管路内面に留まるＩＩ流の燃料の量が
増える。

従って、燃料の吐出量を増し、この燃料を押し出すガス
の母を増やさない場合には、その燃料の吐出量の増加分
の一部分はエンジンに送り込まれないで上記管路内のＩ
Ｗ流の中にとり入れられる。

従って、燃料の吐出量を増す時にこの燃料を押し出すガ
ス例えば空気の量を増すことにより、燃料の吐出速度を
小さくしても上記層流の厚さをほぼ一定に保つことかで
きる。

上記空気の量を十分多くして燃料の吐出流速を上げるこ
とは可能である。このガスの役を増し、上記計量する燃
料の量を増さなければ、その燃料の流速が増し、層流は
薄くなる。この方法では、ノズルからエンジンに送入で
きる燃料の量に限界があり、実際に計量する燃料の量を
変えなくとも、この限界に達する。この方法は、エンジ
ンの燃料所要量の変動が小規模又は短ｉｔｓの場合に有
用である。

また、上記ガスの量を燃料のｍと共に多くすれば、燃料
全体の流速が士８分に大きくなり、燃料の層流層が薄く
なり、従ってノズルからエンジンの中に送り込まれる燃
料の聞が増す。この方法はエンジンの燃料所要量が大巾
に又は急激に増大する場合に採用できる長所がある。

燃料の計量は、上記計量室に燃料を導き入れて行なって
もよく、また、ガスを計量室に入れるか又はガスを計量
室に入れる途中で行なうこともできる。

（実　施　例）第１図及び第２図に本発明の燃料計量装置を示す。この
燃料計量装置は本体部１１０を有し、この本体部１１０
は４箇の計量器１１１，１１１゜・・・を有し、この各
計量器１１１は並列に配設される。従って上記燃料計量
装置はシリンダーが４本のエンジンに使用するのに適し
、上記各計量器１１１はそれぞれ各シリンダに接続され
る。ニラ　　。

プル１１２．１１３はそれぞれ、燃料供給管及び燃料戻
り管（図示せず）に接続されて、本体部１１０の内部の
燃料吐出路６０及び燃料戻り路７０につながり、この燃
料吐出路６０は上記各計量器１１１から送り出すために
使用され、燃料戻り路７０は燃料を上記各計ｆｆｉ器１
１１に戻すために使用される。

各計量器１１１はそれぞれ燃料吐出用ニップル１１４を
有し、各燃料吐出用ニップル１１４はそれぞれ計量後の
燃料の吐出管路１０８に接続され、この各吐出管路１０
８は計量された燃料を噴射ノズル１８（第２図）に送る
。この噴射ノズル１８は上記計量された燃料を上記エン
ジンに送り込み易い位置に取り付けられる。このノズル
の取付要領は、例えば、エンジンの燃料送入マニホール
ドの各シリンダー給気弁近傍に挿入する。より細部につ
いては上記米国特許出願第５３２０３５号に記載されて
いる。

上記本体部１１０は上記噴射ノズル１８の近傍に設ける
のが好ましく、上記計量後の燃料の吐出管路１０８は直
径が約１．８ａｗ、長さは各シリンダーまでの距離に応
じて１０乃至４０αとする。

第２図に１箇の計量器１１１の断面を示す。この計ｆｆ
１Ｗ１１１は計量ロッド１１５を有し、この計量ロッド
１１５は、給気室１１９及び計潟至１２０の中まで延び
る。この計量ロッド１１５は４本あり、この各計量ロッ
ド１１５は共通の漏洩燃料捕集室１１６を貫き、この漏
洩燃料捕集室１１６は本体部１１０の中に設けられた空
洞であり、この空洞には蓋１２１が施され、この蓋１２
１と本体部１１０との間はシールされる。上記漏洩燃料
捕集室１１６の機能及び作用は上記米国特許出願第５３
２０３５号に極めて詳細に述べられており、本発明には
含めない。

上記計量ロッド１１５は中空であり、本体部　　１１０
の内部で軸線方向に摺動し、この計Ｉｌｏツドが計量室
１２０の中に突出する長さは、この計量室１２０から送
り出される燃料の量に応じて調節される。弁１４３は計
量ロッドの端部に取、り付けられて計量室１２０の中に
あり、Ｏラド１４３ａで支持されると共に、通常、ばね
１４５によって閉じるように保持され、このばね１４５
は中空の計ｆｉｏツド１１５の上端部と弁のロッド１４
３ａとの１４にある。空気は給気室１１９から計量ロッ
ド１１５を通って計量室１２０に流れ、弁１４３により
ＩＩＩａｌｌされる。上記給気室１１９の内部圧力が所
定の値まで上がれば、弁１４３が開き、空気が給気室１
１９から中空の計量ロッド１１５を通って計量室１２０
に流れ、この空気の流れが燃料を計量室１２０から押し
出す。

上記空気によって押し出される燃料の量は、計量室１２
０の中にある燃料の全量であり、その量は上記計量室の
空気流入点から空気排出点までの腸の容積に等しく、こ
の空気排出点は上記空気排出弁１４３と、上記計量室の
反対側の端部の燃料吐出弁１０９との間にある。

上記各計量ロッド１１５はクロスヘッド１６１に結合さ
れ、このクロスヘッド１６１はアクチュエーターロッド
１６０に結合され、このアクチュエーターロッド１６０
は上記本体部１１０の中で摺動できるように支持される
。このアクチュエーターロッド１６０はモーター１６９
に結合され、このモーター１６９は上記エンジンが必要
とする燃料の市に応じて計量ロッド１１５の計量室１２
０の中に突出する長さを制御し、このようにして空気吐
出弁１４３の位置、すなわち吐出される空気が押し出す
計量された燃料をエンジンの燃料所要ｍに対応させる。

上記モーター１６９は可逆回転可能のリニアステッピン
グモーター、例えばエアパックス社（＾１ｒｐａｘ　Ｃ
ｏｒｐ、　）が市販している９８１００型シリーズのモ
ーターを使用することができる。

上記燃料吐出弁１０９はそれぞれ、給気室１１９から計
量室１２０に空気が送り込まれた時に、この計ｆｆｉ室
１２０の内部圧力によって開かれる。空気が弁１４３か
ら計量室１２０に入ることにより燃料吐出弁１０９も開
き、計量室内の空気は上記燃料吐出弁の方に移動し、燃
料を計量室から燃料吐出弁を通して押し出す。上記空気
取入弁１４３は、弁１４３と弁１０９との間の燃料を押
し出すための空気が上記給気室１１９から充分に供給さ
れ、この燃料を管路１０８からノズル１８に送るための
空気が供給され、この燃料を上記ノズルから噴出霧化さ
せる。ための空気が供給されるまで、開いた侭である。

各計量室１２０は燃料入口ポート１２５及び燃料出口ポ
ート１２６を有し、この両ポート１２５゜１２６はそぞ
れ弁１２７．１２８に制御されて燃料を流入導路６０か
ら計量室１２０を経て吐出導路７０まで循環させる。上
記弁１２７，１２８はそれぞれダイヤフラム１２９，１
３０が取り刊け、られ、ばねで開かれ、上記ダイヤフラ
ム１２９゜１３０が加圧空気で押された時に閉じられ、
このダイヤスラム１２９．１３０を押す加圧空気はダイ
ヤフラム空間１３１．１３２に入る。この各ダイヤフラ
ム空間は空気導路１３３に通じており、この空気導路１
３３は管路１３５を介して給気苗１１９に常につながっ
ている。

従って、加圧空気が給気室１１９に入り、計量室１２０
の燃料を押し出す時に、この空気はダイヤフラム１２９
．１３０に作用し、弁１２７゜１２８を作動させて燃料
入口ポート１２５及び燃料出口ポート１２６を閉じる。

管路１３５か′ら給気室１１９に入る空気、及び管路１
３３からダイヤフラム空間１３１．１３２に入る空気は
Ｔｉ磁弁１５０によって、エンジンのシリンダーと同期
するようにｌｌ１ｍされる。共通の空気供給”管路１５
１はニップル１５３を介して加圧空気源につなぐことが
でき、この空気供給管路１５１は本体部１１０を貫き、
分岐路１５２を有し、この分岐路１５２は空気を各計量
室１１１の１１１ｉ弁１５０に供給する。

通常球形である弁１５９は、ばね１７０の作用により、
管路１５１から管路１３５への空気の流れ及び管路１３
５から逃気ポート１６１を経て大気中に逃げる空気の流
れを止める。上記電磁弁が作動すると、球弁１５９に作
用するばね１７０の力がなくなり、この球弁が上記空気
圧により移動して、空気が管路１５１から管路１３５．
．１３３に流れるようになる。

電磁弁１５０の励磁の時期とエンジンのサイクルとの同
期制御は適当な検知器Ｎ１７１により行なうことができ
、この検知装置はエンジンの回転部材、例えばクランク
軸、フライホイール１７２、その他、エンジンの回転速
度と直接的な関係を有する速度で駆動される構成品によ
って作動するようにする。この目的に適する検知器とし
ては、赤外線源とシュミットトリガ−を備えた光電検知
装置との組合せより成る装置、その他の光学的なスイッ
チがある。

電磁弁１５０の励磁時間を、燃料吐出量及びエンジンの
速度に無関係に、固定した装置は既に提案されている。

この固定の励磁時間は、エンジンの速度を最大にした時
の燃料の最大所要ｍに合わせである。

電磁弁１５０の作動を制御するための最も通常の方法は
、電子式制御装置を用い、エンジンへの燃料供給条件と
は無関係に、パルス間隔を一定にしたパルスで電磁弁を
励磁するという方法である。

しかしながら、この方法を実際に応用すれば、燃料吐出
の都度、ノズル１８から燃料と共に噴出される空気の実
際のｍが、燃料の吐出量の増加につれて減少する傾向に
あることが判った。

この欠点の原因は、燃料の吐出量が増加すると、その慣
性と粘度が大きくなるためであると考えられる。この原
因は、本発明により補償することができる。この補償の
方法は、燃料の吐出量が多い時に電磁弁１５０に与える
パルスの間隔を長くし、従って計量室１２０に燃料が入
る時間を延ばし、従って燃料の管路を通る空気のｍ及び
ノズルから噴出する空気の量を増すようにするものであ
る。

第３図は電子式制御装置１９２（第１図）の通常の作動
モードの論理上の流れ図である。この流れ図は電磁弁１
５０の励磁時間を変化させるためのものであり、これに
より、計量された燃料をエンジンの回転に、比例して吐
出させることができる。

上記制御装置１１９２は計量される燃料の量、と噴射サ
イクル毎の空気の量との関係を所定のとおりにするよう
にプログラム化される。

第１図に示すように、アクチュエーターロッド１６０は
ワイパーアーム１９０を支持し、このワイパーアーム１
９０は本体部１１０の内部に固定された抵抗小片１９１
と共働する。上記ワイパー及び抵抗小片はフィードバッ
ク用ポテンショメーター１９８を形成する。アクチュエ
ーター１６０は計量ロッド１１１と結合されて計量ロッ
ドを計量室１２０の中に突出させる程度、すなわち計量
吐出される燃料の量を変化させる。従って、ワイパーア
ーム１９０の抵抗小片１９１上の位置、つまり上記フィ
ードバック用ポテンショメーターの出力は計量された燃
料の聞と直接的に比例すると見て差し支えない。

電子式１ＩＩＩ御装置１９２は、上記ポテンショメータ
ー１９８の出力電圧を時間的に等間隔に受け、この電圧
によってアクチュエーターロッド１６０の位置を決め、
燃料の計量すべき星を決めるようにプログラム化される
。上記抵抗小片の出力間隔は適当に、例えば０．５ミリ
秒単位で決める。

さらに第３図において、上記制ｍ装［１９２は上記ポテ
ンショメーターの出力電圧を受けて電磁弁１５０の励磁
時間を決める。この励磁時間はアクチュエーターロッド
１６０の位置に対応して計量する燃料の曾を決める。上
記ＩＩＪＩＩＩ装置が決まれば、エンジンのサイクル上
の燃料吐出時期が決まり、上記制御装置は上記電磁弁を
励磁し続ける時間を調節する。この調節によって電磁弁
の励磁時間がゼロになり、’ｌｉｍ弁の励磁回路の電圧
がゼロになれば、燃料及び空気の吐出が止まる。しかし
ながら、電磁弁の励磁時間がぜ口にならなければ、電磁
弁の励磁がｊｌｌｒｃされ、燃料も空気も吐出し続ける
。次の０．５ミリ秒では一連の作動がくり返される。

電磁弁を励磁すべき時期について再述するならば、エン
ジンのサイクルと燃料の噴射時期とが合わない場合には
、励磁時期を新しく決めて記憶させる。この新しく決め
た１／２ミリ秒の間にエンジンのサイクルが燃料を噴射
すべき時期に、ならなければ、電磁弁の励磁時期はさら
に変更され、この１／２ミリ秒が経過してもエンジンが
燃料噴射サイクルに入らなければ、この１／２ミリ秒が
経過した時点で上述の一連の電磁弁励磁時期設定手順が
くり返される。

市販の部品材料を組み合せ、プログラム化すれば、上述
の流れ図を実施することができる。またＴ４！！弁励磁
時期を変化させるために他の要素を導入することもでき
る。自動車に応用する場合に考えられるひとつの要素は
、上記電磁弁を励磁するための電源電圧である。

自動車用の電池の電源は、定格が１２ボルトでも、実際
に、定格とおり１２ボルトであるとは限らない。電池に
大きい負荷がかかる時、例えばエンジン始動の時などに
は、電圧が著しく低下する。

この低下した電圧で電磁弁を励磁するには励磁するＲ間
を延ばせばよい。

それ故、上記電子式ａＩ１１６１１ｖｉ置１９２に実際
に電磁弁の励磁に使用できる電圧と電池の定格電圧とを
比較させ、この実際の励磁電圧が定格よりも低い場合に
は、電磁弁の励磁時１履を延長することができる。この
励磁時間の延長の程度と電圧低下との関係は上記電子式
制御装置に予めプログラムとして記憶させることができ
る。

上記Ｔｉ電磁弁励磁時間は次式％式％ＰＷ８は実際の励磁時間、ＰＷｏは基本的な励磁時間、ＰＷ、、は電池補償時間、ＰＷＡｃＴはアクチュエーターロッドの位置を補償する
ための時間である。

通常、ＰＷｏはエンジン無負荷時の励磁時間で、１２乃
至１５ミリ秒程度であり、アクチュエーターロッドの位
置に対応して最大５乃至１０ミリ秒程度増加し、この励
磁時間の増加ｍとアクチュエーターロッドの移動層との
関係は一次函数的であり、電池の電圧が・１ボルト下が
るごとに励磁時間が０．５ミリ秒延びる。アクチュエー
ターロッドの位置を補償するために励磁時間を５乃至ミ
リ秒延ばすことにより、エンリンの負荷の変動が激しい
状態でもエンジンに十分燃料を供給することが可能とな
るが、この延長時開は、スロットルが一杯に開かれ、負
荷が安定している状態の励磁時間と比較すると著しく（
５０％程度）大きい。電磁弁を励磁するための１サイク
ル当りの時間の総和が、エンジンの１サイクル当りの時
間及び上記計量室に燃料を満たすための所要時間によっ
て規制されるのは勿論であり、上記計量室に燃料を満た
すための時間は８ミリ秒程度である。

燃焼効果の見地から、燃料の噴射時期をエンジンのサイ
ルクの一定の時点に限定する必要がある。

従って、上記電磁弁の励磁時期が変動する場合には、励
磁終了時点を固定した侭、励磁時点をくり上げることに
より励磁時間を延ばす。第４図に、上記ポテンショメー
ターの出力が燃料の吐出量と直接的に相関し、このポテ
ンショメーターの出力に対応して燃料が吐出され、この
燃料に空気を混合させる場合の、空気を燃料に混合する
時間の典型的な変化の例を示す。

以上の説明において、電磁弁の励磁時間は、計量された
燃料の量に応じて変化する。しかしながら、この励磁時
間を変化させるのは空気の但を計量吐出される燃料の壇
に対応させるためである。

この混合される空気の圧力は適当な調圧器によって一定
に保たれ、実用的には温度の変化は、通常、空気の密度
に余り大きい影響を与えないので、上記計量室に入る空
気の山は、この空気を電磁弁１５０を経由して送り込む
時間に直接的に比例する。

上記エンジンが過渡的な状態にある場合には、燃料の供
給団を迅速に増やさなければならないことがあり、その
時に燃料の計量し吐出する系統を制御して最適最の燃料
を吐出するようにすることは困難である。エンジンの各
シリンダーの過渡的状態になってから最初の１サイクル
又は２サイクルには、そのエンジンの安定な運転状態で
スロットルを開く時よりも、多量の燃料を送り込むのが
好ましい。このように＠激に燃空比を上げるためには、
スロットルを急激に開いた際に、エンジンが迅速に追随
で゛きるようにする必要が、ある。この過渡期における
エンジンの応答性を得るには、上述の燃料計量装置を用
いて、燃料を計理する量の増加とは関係なく、吐出され
る燃料に加える空気の量を増やせばよいことが判った。

エンジンの運転中に、管路１０８及びこれと共働するノ
ズル１８より成る燃料の吐出経路の内壁面は、燃料が空
気と共にノズル１８を経てエンジンに送り込まれた後も
、燃料に濡れている。エンジンが大体滑かに運転してい
る時（すなわち定常状態又はわずかに加減速する状態に
ある時）には、上記燃料の吐出経路の内面を濡らしてい
る燃料は、エンジンの運転に著しい影響を与えない。そ
の理由は、上記吐出経路内面を濡らしている燃料の量が
ほぼ一定しており、エンジンに燃料と共に送られる空気
の量もほぼ一定しているからである。

第５ｂ図は、ノズル１８からエンジンに送り込まれる燃
料の吐出量の時間的変化を示すグラフであり、このエン
ジンは吐出順序の５番目と６番目の間で過渡状態になり
、燃費が急激、に増加している。第５ｂ図は上記燃料の
計量吐出装置が空気量を一定にして燃料を１２回吐出す
る場合の燃料吐出固の変化の典形的なパターンを示すグ
ラフである。燃料吐出経路１０８の内面を濡らしている
残留燃料の傷は計量吐出される燃料の聞が増すにつれて
増加し、ノズルからエンジンに送り込まれる燃料の量は
吐出順序の５番目と６番目の間で徐々に増加している。

ノズル１８からエンジンに送り込まれる燃料の吊は、１
番目の吐出が行なわれる時から新しい計測量になってお
り、その吊は計量室１２０の中の計量ロッド１１５の位
置で決まる燃料の計は吐出量より少ない。その理由は、
燃料の量が増えても、空気の量を急に増やすことができ
ず、燃料経路内面を濡らす燃料の吊が増加するからであ
る。しかしながら、燃料経路１０８を濡らす燃料の量は
燃料の計量室で計量される量と、燃料経路で上記計量さ
れた燃料に混合されてノズルからエンジンに送り込まれ
る空気の量との函数である。

次に第５Ｃ図は、燃料の計量室１２０で計量吐出される
量は変らないが、電磁弁の励磁時間を長くしたために、
吐出順序の６番目の時に空気の量が増えたことを示すグ
ラフである。この６番目の吐出の時にノズル１８からエ
ンジンの中に送り込まれる燃料は５番目の吐出の時より
も多い。これは、燃料経路１０８の内面を濡らしていた
燃料が吐出されて減少したためである。さらに７番目の
吐出の時には、吐出される燃料は５番目の吐出の時より
も少ない。これは、燃料が燃料経路１０８の内面を濡ら
す形で成る程度のΦ、残るからである。それ以後の順番
の吐出の時には、通常のＭの空気が計量室１２０で計量
されたｍの燃料をノズルからエンジンに送り込む。

次に第５ｄ図は、エンジンが第５ａ図と同様に過渡期に
ある状態の吐出ωの変化を示すグラフであるが、第５ａ
図と異る点は、上記計量吐出装置が燃料を増し空気の量
も増やすようにしである点である。この燃料も空気も増
えた吐出が最初に行なわれるのは第５ｄ図では６番目の
吐出の時であり、この時の燃料経路１０８に残る燃料は
５番目の吐出の時の燃料経路１０８に残った燃料よりも
少なく、上記６番目より後の吐出、すなわち第７番目、
第８番目、第９番目等の吐出の時には、燃料経路１０８
に残る燃料の量は減少した線である。

吐出された燃料の量の影響は第５ｄ図に表わされており
、燃料が一時的に濃くなることは明らかである。上記過
渡期において、エンジンが減速されれば、燃料が稀薄に
なり、燃料経路の内面を濡らす形で残る燃料が増える状
態になることも明らかである。

前記燃料経路すなわち燃料吐出管路の内面を濡らす形で
残留する燃料を減少させる能力は、第５ｄ図に表わした
ように、燃料の計量する量を増す場合、特にエンジンが
厳しい過渡状態にさらされる場合に併用するのが好まし
い。しかしながら、上記燃料残留量を増加させ、又は減
少させる能力を、個別的に活用することもできる。上記
電子的制御装置１９２は、上記燃料残留量を減少させる
能力を補なうために、アクチュエーターロツｌの位置以
外の要素、例えばスロットルの位置が変わる速度等を検
知して過渡的な状態に対応できるようにすることもでき
る。

以上、本発明の詳細な説明したが、本発明は、上記細部
にわたって説明した実施例に限定されるものでないこと
は言うまでもなく、所定量の計量された燃料をパルス状
のガスでエンジンに送り込む方式の燃料を計量し又は（
及び）吐出する全ての装置に応用できるものである。

燃料を計量する量は、エンジンの負荷、過渡状態、エン
ジンのシリンダーサイズ、及び選定した運転空燃比によ
って決まり、通常の１回の燃料噴射当り数ミリグラム乃
至１００ミリグラム程度（又はそ、れ以上）である。こ
れに対応して燃料噴射の都度、上記計量室に送り込む空
気の量は、噴射１回当り２乃至１０ミリグラム（又はそ
れ以上）が好ましい。計量された燃料に対する空気の容
積比は標準状態で約５０：１である。空気の供給圧力は
制御されるが、上記計ω時の通常の圧力は２００乃至１
０００キロパスカル（又はそれ以上）である。実用的に
は、上記最低圧力は弁を作動させると共に空気を充分に
供給するのに必要な量として決められるので、最も通常
の値は４００キロパスカルである。これと同様、最高圧
力は、通常、圧力供給装置を単純にし、その効率を良く
するという観点から決められる。自動車に応用する場合
には、有効な最高圧力を約８００キロパスカルとすれば
１段のコンプレツナが必要になる。

エンジンの運転条件によっては、燃料の噴射Ｍの増加に
対応しないことを承知の上で、１噴射当りの空気けを増
加させなければならないことがある。このような状態は
、エンジンの始動時、特に低温始動の場合に生ずる。上
記空気ｍの追加によって、燃料の霧化、特にエンジンが
冷えていて、エンジンの熱で燃料を蒸発させ得ない時の
燃料の霧化を向上させることができる。

エンジンの状態が空気の山の変化に応じて変る間、空気
の爵を減らし、所要空気」が予め定めた限界に下がるま
で待つことにより、エンジンの始動から安定するまでの
時間を短縮することができる。エンジンの状態が温度に
よって変る間も空気の量を減らすが、この場合は温度が
予め定めた値に上るまで空気の量を減らす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃料計量装置の部分破断外観図、第２
図は第１図の燃料計量装置に燃料送入装置を付加した装
置の第１図の線２−２に沿う断面図、第３図はガス化し
た燃料の送入量を制御する電子制御装置の作動流れ図、
第４図は気化させた燃料の送入時間と送入量との関係を
示すグラフ、第５ａ図乃至第５ｄ図は気化させた燃料の
送入量の変化を示すグラフである。１８・・・ノズル、１０８・・・吐ボ管路、１１０・・
・本体部、１１５・・・計量ロッド、１２０・・・計量
室、１２５・・・入口ポート、１２６・・・出口ポート
、１３３．１３５・・・管路、１５０・・・電磁弁、１
６０・・・アクチュエーターロッド、１９２・・・制御
装置。出願人代理人　　佐　　膝　　−雄Ｆｉａ、２

Claims

【特許請求の範囲】

１．チャンバーに入れた加圧ガスを用いて計量された燃
料を上記チャンバーから移動させ、上記チャンバーの中
に入れるガスの量を、エンジンが必要とする燃料の量の
範囲内で、上記燃料のエンジンが必要とする量の変化に
応じて変化させることにより、上記エンジンが必要とす
る燃料の量が増減した時に上記チャンバーに入れるガス
の量を増減させることを特徴とするエンジンに燃料を送
入する方法。
２．上記チャンバーに入れるガスの量は、上記ガスを上
記チャンバーに入れる時間を変えることにより変化する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のエンジ
ンに燃料を送入する方法。
３．上記チャンバーの入れるガスの量を、上記移動させ
るべき燃料の量の変化に比例して変えることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項乃至第２項の何れかに記載の燃
料をエンジンに送入する方法。
４．計量した燃料をチャンバーに集め、上記計量した燃
料をエンジンが必要とする量に対応する量とし、加圧ガ
スを上記チャンバーに送入して上記計量した燃料を移動
させると共にこの燃料をエンジンに送入し、上記燃料を
移動させるためにチャンバーに送入したガスの量をエン
ジンの燃料要求量の範囲の少なくとも一部分を上廻るよ
うな上記計量された燃料の量の変化に対応するように変
化させることを特徴とするエンジンに燃料を送入する方
法。
５．上記チャンバーの中に部材が突出し、この部材の上
記チャンバー内への突出の程度を制御することにより上
記計量された燃料の量を変化させ、上記チャンバーに送
入された空気の量を上記部材の上記チャンバー内部に突
出する程度と関連させて変えることを特徴とする特許請
求の範囲第４項に記載のエンジンに燃料を送入する方法
。
６．上記燃料の計量を行なうのは、上記チャンバーへの
送入前であることを特徴とする特許請求の範囲第４項に
記載のエンジンに燃料を送入する方法。
７．上記計量室から移動させ得る燃料の量は上記ガスの
入口の上記計量室に対する相対位置と上記計量室から移
動する燃料によって変化し、それにより上記計量室の上
記位置間の燃料計量容積が変ることを特徴とする特許請
求の範囲第５項に記載のエンジンに燃料を送入する方法
。
８．上記ガスの上記チャンバーへの入口の位置は上記チ
ヤンバーから燃料が送り出される位置と関連しながら移
動することを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の
エンジンに燃料を送入する方法。
９．上記チャンバーに入るガスの量は、このガスが上記
チヤンバーに入る時間を変えることにより変化すること
を特徴とする特許請求の範囲第４項乃至第５項の何れか
に記載のエンジンに燃料を送入する方法。
１０．計量した液体燃料を内燃機関に送入する方法にお
いて、この燃料送入方法は、チャンバーを燃料で満たし、このチャンバーは選択的に
作動させ得る送出しポートを有し、この送出しポートは
上記チャンバー及び管路に接続され、この管路は端部に
ノズルを有し、上記燃料を上記チャンバーから送り出すためにガスを上
記チャンバーに入れ、上記送出しポートを開き、上記チャンバーにガスを継続送入し、この送入するガス
の圧力は、上記燃料を上記管路に沿つて押し出すと共に
この燃料を上記ノズルから送り出し、上記エンジンが必要とする燃料の量に応じて上記ガスを
上記チャンバーに送入することにより、燃料の送り出せ
る量を制御し、上記チャンバーから送り出せる燃料の量に応じて上記チ
ャンバーに入れるガスの量を変化させることを特徴とす
るエンジンに液体燃料を計量送入する方法。
１１．上記燃料の移動量の制御は、上記ガスの上記チャ
ンバーへの入口と上記燃料の上記チャンバーからの出口
との相対位置を調節することにより行ない、これにより
上記チャンバーの上記位置の間に燃料を入れる容積を変
えることを特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の
内燃機関に液体燃料を計量送入する方法。
１２．上記ガスの上記チャンバーへの入口の位置はガス
の上記チャンバーからの出口の位置と関連して移動する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の内燃
機関に液体燃料を計量送入する方法。
１３．選択的作動が可能の出口ポートを有するチャンバ
ーと、上記チャンバーに燃料を一杯になるまで送入する
と共にこの燃料を送り出すことのできる装置と、ガスを
上記チャンバーに選択的に送入し、上記送出しポートを
開いた時に上記チャンバー内の燃料を上記送入したガス
で送り出すことのできる装置と、エンジンが必要とする
燃料の量に応じて上記チャンバーから送り出し得る燃料
の量を制御する装置と、上記エンジンが必要とする燃料
の量の変化に応じて上記チャンバーに入れるガスの量を
変化させて上記燃料の量が変化すれば上記ガスの量も増
加させる装置とを有することを特徴とする計量した量の
エンジンに液体燃料を送入する装置。
１４．上記チャンバーは２つの部材により形成され、上
記部材の少なくとも一方の部材が上記他方の部材に対し
て相対的に移動することにより上記チャンバーの容積が
変ることを特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の
エンジンに液体燃料を送入する方法。
１５．上記吐出ポートは上記一方の部材に設けられ、上
記ガスを上記チャンバーに入れるためのガス入口ポート
は上記他方の部材に設けられ、これにより上記吐出ポー
トとガス入口ポートとの相対的移動は、上記部材の相対
的な移動により調節されて、上記ガスを送入することに
より吐出する燃料の量を制御することを特徴とする特許
請求の範囲第１４項に記載のエンジンに液体燃料を送入
する装置。
１６．上記ガスの量を変化させる装置は上記２つの部材
の相対位置を決める装置と、上記相対位置に対応して上
記チャンバーに入れるガスの量を制御する装置とを含む
ことを特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載のエン
ジンに液体燃料を送入する装置。
１７．上記送入されたガスの量を変化させる装置は、上
記ガスを上記チャンバーに入れる時間を制御し得ること
を特徴とする特許請求の範囲第１３項又は第１６項の何
れかに記載のエンジンに液体燃料を送入する装置。
１８．上記チャンバーはガス入口ポートを有し、このガ
ス入口ポートを通って上記ガスが上記チャンバーに送入
され、上記燃料の吐出量を制御する装置は上記チャンバ
ーの一部を形成する部材と上記ガス入口ポートとを内蔵
し、上記部材は上記チャンバーの吐出ポートに対して移
動可能であるので、上記ガスの送入により吐出される燃
料の量は、上記ガスの入口ポートの位置によつて決めら
れることを特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の
エンジンに液体燃料を送入する装置。
１９．上記ガスの量を変化させる装置は、上記ガス入口
ポートの上記チャンバーに対する相対位置を決める装置
と、上記決められた相対位置に応じて上記チャンバーに
入れるガスの量を制御する装置とを含むことを特徴する
特許請求の範囲第１８項に記載のエンジンに液体燃料を
送入する装置。
２０．上記チャンバーに入れるガスを制御するために取
り付けられた弁と、上記弁を制御された時間開く装置を
含み上記ガスの量を変化させる装置と、上記エンジンの
必要とする燃料の量に応じて燃料吐出の都度、上記弁を
開く時間を調節する装置とを含むことを特徴する特許請
求の範囲第１３項に記載のエンジンに液体燃料を送入す
る装置。
２１．上記弁は電磁作動型であり、上記エンジンの燃料
所要量に対応する装置は上記燃料所要量に比例するよう
に上記ソレノイドを励磁するよう取り付けられることを
特徴とする特許請求の範囲第２０項に記載のエンジンに
液体燃料を送入する装置。
２２．チャンバーに入れた加圧ガスを用いて計量された
燃料を上記チャンバーから移動させ、上記チャンバーの
中に入れるガスの量を、エンジンが必要とする燃料の量
の範囲内で、上記燃料のエンジンが必要とする量の変化
に応じて変化させることにより、上記エンジンが必要と
する燃料の量が増減した時に上記チャンバーに入れるガ
スの量をエンジンの状態の変化に応じて増減させること
を特徴とするエンジンに液体燃料を送入する方法。
２３．計量した燃料をチャンバーに集め、上記計量した
燃料をエンジンが必要とする量に対応する量とし、加圧
ガスを上記チャンバーに送入して上記計量した燃料を移
動させると共にこの燃料をエンジンに送入し、上記燃料
を移動させるためにチャンバーに送入したガスの量をエ
ンジンの選択した条件の変化に対応するように変化させ
ることを特徴とするエンジンに液体燃料を送入する方法
。
２４．上記選択したエンジンの条件はエンジンの温度で
あることを特徴とする特許請求の範囲第２２項乃至第２
３項の何れかに記載のエンジンに液体燃料を送入する方
法。
２５．上記選択したエンジンの条件は始動時点からの経
過時間であることを特徴とする特許請求の範囲第２２項
乃至第２３項の何れかに記載のエンジンに液体燃料を送
入する方法。