JPS61152962A - 過給機付き内燃機関の燃料噴射装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の吸気管内に燃料を供給する燃料噴射
装置に関し、特に過給機を備えた過給機付き内燃機関の
燃料噴射装置に関するものである。

〔従来の技術〕

燃料噴射装置は、通常、燃料噴射圧力を一定にすべくプ
レッシャーレギュレータを有するが、従来の燃料噴射装
置のプレッシャーレギュレータは、吸気管負圧が導かれ
、燃料圧力と吸気管負圧の差圧を一定にするよう構成さ
れている。ところが、このように燃料圧力を吸気管負圧
より一定値だけ高くするよう制御すると、燃料噴射弁内
の燃料温度が非常に高い場合、この噴射弁の燃料噴射状
態が悪化し、所望の燃料量を供給できないという問題が
ある９例えば、高温時に高負荷走行を行った後エンジン
を再始動しようとすると、始動性が悪く、また始動後の
アイドリング状態が不安定であり、エンジンストールを
おこす恐れがある。

上述したような問題点に対し、特開昭５９−９６４３９
号公報においては、プレッシャーレギュレータの気圧室
に吸気管負圧を導入する配管に吸気管負圧と大気圧とを
切換える負圧切換弁を設け、機開始動時燃料温度が所定
値以上となった場合、負圧切換弁を制御して所定時間、
プレッシャーレギュレータの気圧室に大気圧を導入させ
ることで、燃料噴射弁の燃料噴射圧力を大気圧より一定
値だけ高めて所望の燃料量を供給できるよう構成してい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、過給機付き内燃機関においては、上記の
ように燃料圧力を大気圧より一定値だけ高くするように
制御した場合、機開始動直後、機関のレーシングや急加
速により過給機が作動すると過給用コンプレッサによっ
て吸気管内の圧力が大気圧以上に加圧されるようになる
ため、燃料噴射弁から吸気管内に供給される燃料量が所
望値以下となり空燃比が所定値より過薄（リーン）とな
って、排気温上昇や機関の異常燃焼により機関の破壊を
おこす恐れがある。

従って、本発明の目的とするところは、機関が高温であ
っても容易に機関を始動させるとかでき、またアイドリ
ングを安定して行なうことができると共に、始動直後の
レーシングや急加速に対しても充分に対応できる過給機
付き内燃機関の燃料噴射装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために、本発明においては、過
給機付き内燃機関の過給用コンプレッサと、吸気管内に
燃料を供給する燃料噴射弁と、吸気管に設けられるスロ
ットル弁の下流側の負圧、大気圧、および上記コンプレ
ッサにより強制的に上昇された過給圧のいずれかをその
気圧室に導入し、これらの圧力に応じて上記燃料噴射弁
の燃料噴射圧力を調整するプレッシャーレギュレータと
、このプレッシャーレギュレータの気圧室に上記の負圧
、大気圧、過給圧のいずれかを選択的に導く圧力切換弁
と、燃料又は冷却水の温度を検知する温度検知器と、上
記圧力切換弁の作動を制御する制御回路とを備え、上記
圧力切換弁は機開始動時、上記温度が所定値以上である
場合は大気圧が上記プレッシャーレギュレータの気圧室
に導入され、また機開始動直後、上記コンプレッサが作
動した場合、上記プレッシャーレギュレータの気圧室に
は上記過給圧が導入されるよう制御されることを特徴と
する過給機付き内燃機関の燃料噴射装置としている。

〔作　用〕

上記構成によるその作用は、機開始動時、プレッシャー
レギュレータの気圧室には、上記温度が所定値以上であ
る場合は大気圧が導入され、また機開始動直後、上記コ
ンプレッサが作動した場合は過給圧が導入されるため、
機開始動直後、燃料噴射弁から吸気管内に供給される燃
料の燃料噴射圧力はプレッシャーレギュレータにより大
気圧もしくは過給圧より一定値だけ高くなるように制御
され、所望量の燃料が吸気管内に供給されるようになる
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図、および第３
図を用いて説明する。

第１図は、本実施例の内燃機関の概略構成を示す図であ
り、１はエンジンであり、吸気管６が接続されている。

この吸気管６には上流側よりエアクリーナ２、エアフロ
メータ３、過給機４のコンプレフサ４１、スロットル弁
５、燃料噴射弁７（以下「インジェクタ」という）が設
けられている。

上記インジェクタフには燃料配管８が接続されており、
図示しない燃料ポンプにより圧送された燃料が導かれて
いる。この燃料配管８にはプレッシャーレギュレータ９
が接続されており、インジェクタ７内の燃料圧力が所定
値になるように作動する。このプレッシャーレギュレー
タ９は第３図に示すような構成をしており、このプレッ
シャーレギュレータ９のケーシング９１は、ダイヤフラ
ム９２により２つの室に区画され、これらの室のうち気
圧室９３はポート９４を介して後述する圧力切換弁１４
に連通し、圧力室９５はポート９６を介して燃料配管８
に通じるとともに、ポート９７を介して燃料タンク（図
示せず）に連通ずる。

ポート９７の先端部は気圧室９３内に延び、ダイヤフラ
ム９２に取付けられた弁体９８に対向する。

この弁体９８は、ばね９９に付勢され、圧力室９５内の
燃料圧力が相対的に小さい時、ポート９７を閉塞し、そ
の燃料圧力の大きさに応じてポート９７を開放する。

圧力切換弁１４は上記気圧室９３へ負圧、大気圧、また
は過給圧を選択的に導き、上記弁体９８を開放させるに
必要な燃料圧力の大きさを切換制御するもので、ポート
１４１はプレッシャーレギュレータ９のポート９４に、
ポート１４２はスロットル弁５の下流側の吸気管６に、
ポート１４３はコンブレフす４１とスロットル弁５との
間の吸気管６に、それぞれ連通する。圧力切換弁１４の
ケーシング１４４内には第３図に示すごとくこれら各ポ
ート１４１，１４２．１４３を相互に連通もしくは遮断
するためのプランジャ１４６が設けられる。プランジャ
１４６は、ソレノイドコイル１４７が通電される時この
コイル１４７に付勢されてバネ１４５を縮めポート１４
２を閉塞し、この時ポート１４３とポート１４１とが導
通するようになっており、またプランジャ１４６は、ソ
レノイドコイル１４７を通電しない時バネ１４５によっ
てポート１４２を開放し、ポート１４３とポート１４１
とが遮断するようになっている。つまり圧力切換弁１４
は、ソレノイドコイル１４７を通電シない時、プレッシ
ャーレギュレータ９ヘスロツトル弁５の下流側の吸気管
６内の負圧を導くが、ソレノイドコイル１４７を通電す
る時、プレッシャーレギュレータ９ヘコンプレツサ４１
とスロットル弁５との間の吸気管６内の圧力、つまり大
気圧もしくは過給圧を導入する。

上記圧力切換弁１４のソレノイドコイ１４７への通電を
０Ｎ−ＯＦＦ制御する制御回路３０（以下ｒＥｃＵＪと
いう）は、イグニッションスイッチ２６をＯＮすること
により作動する。なお、２７はエンジン始動装置である
スタータのスイッチである。このＥＣＵ３０にはエンジ
ン１の冷却水通路に取付けられた水温センサ２８の水温
信号、エアフロメータ３からの吸入空気量信号、スロッ
トル弁５の軸に連動し、スロットル弁５の開度を検出す
るスロットルセンサ（図示せず）からの開度信号、エン
ジン１の回転数を検出する回転センサ（図示せず）から
の回転数信号等が送り込まれており、これらの各信号に
応じて過給機４、インジェクタ７、および圧力切換弁１
４がＥＣＵ３０により制御される。

上記の構成において、圧力切換１４は水温に応じてＥＣ
Ｕ３Ｏにより制御される。すなわち、エンジン１の始動
時において、水温が所定値、例えば１０５℃より低い時
はＥＣＵ３Ｏはソレノイドコイル１４７への通電は行わ
ず、また１０５℃より高温である時にはＥＣＵ３Ｏは始
動時及び始動後所定時間ソレノイドコイル１４７への通
電を行なう。

このようにＥＣＵ３０により圧力切換弁１４のソレノイ
ド１４７に通電制御が行われると、水温が低い時にはソ
レノイドコイル１４７への通電が行われていないので、
プランジャ１４６がバネ１４５の付勢力によりポート１
４３を閉塞し、ポート１４２を開放する。この結果ポー
ト１４２とポート１４１とが連通し、従ってプレッシャ
ーレギュレータ９の気圧室９３にはポート９４を介して
スロットル弁５の下流側の吸気管６の負圧が導入される
。また、水温が所定値より高い時にはソレノイドコイル
１４７への通電が所定時間行われるので、その所定時間
、プランジャ１４６はバネｌ４５の付勢力に抗してボー
ト１４２を閉塞すると共に、ボート１４３を開放してボ
ート１４１とボート１４３とを連通ずる。従ってプレッ
シャーレギュレータ９の気圧室９３にはボート９４を介
してコンプレッサ４１とスロットル弁５との間の吸気管
６内の圧力が所定時間導入される。なお、この時過給機
４のコンプレッサ４１が作動していなければ、コンプレ
ッサ４１とスロットル弁５との間の吸気管６内の圧力は
、コンプレッサ４１、エアフロメータ３、エアクリーナ
２を介して大気に開放されているので大気圧である。ま
た過給機４のコンプレッサ４１がエンジン１の始動直後
に作動した場合にあっては、スロットル弁５はほぼ全開
状態となり、コンプレッサ４１の下流側全域の吸気管６
内の圧力は大気圧より高い過給圧状態となるが、ボー１
−１４２．１４３と共に吸気管６のコンプレッサ４１の
下流側と連通しているので、水温の高低に関係なくプレ
ッシャーレギュレータ９の気圧室９３には過給圧が導入
されるようになる。

このようにプレッシャーレギュレータ９の気圧室９３に
所定の圧力が導入されると、プレッシャーレギュレータ
９の弁体９８は上記の所定の圧力およびばね９９により
決まる押圧力により圧力室９５側に押圧されており、こ
の押圧力より圧力室９５にボート９６を介して流入した
燃料の圧力が大きくなった時、弁体９８はリフトしてボ
ート９７を開放し、この燃料を燃料タンク（図示せず）
に還流させる。これによりインジェクタ７へ供給される
燃料の圧力は所定値つまり気圧室９３に導入された圧力
より一定値だけ高い圧力に保持される。

上記作動を実行するための実行プログラムはＥＣＵ３Ｏ
内に備えられており、その実行プログラムのフローチャ
ートを第２図に示す。

第２図に示すプログラムは、イグニッションスイッチ２
０がＯＮすると共に起動し、まずステップ１００にてソ
レノイドコイル１４７への通電時間を規定するタイマＴ
と、ソレノイドコイル１４７への通電を決定するフラグ
Ｆを共に０に設定する。なおＦ＝０の時、ソレノイドコ
イル１４７への通電は実行されない。ステップ１０１で
は現在エンジン１が始動中であるか否かをスタータスイ
ッチ２７の信号を用いて判定し、始動中である場合は水
温が所定値、例えば１０５℃以上であるかを判定し、所
定値より低い時にはステップ１０１に戻り、所定値以上
である時はステップ１０３にてタイマＴを所定値にセッ
トし、ステップ１０４−　にてフラグＦを１に設定して
ステップ１０１に戻る。フラグＦが１に設定されるとＥ
ＣＵ３０はソレノイドコイル１４７への通電を開始する
。なおステップ１０３にてセットされるタイマＴは一定
値でも、水温に応じて一次関数的に増加する値でもどち
らでもかまわないが、好ましくは水温に応じた値である
方がよい。

上記ステップ１０１にて始動中でないと判定されるとス
テップ１０５に進み、ステップ１０５ではタイマＴがＴ
＝Ｏであるか否かを判定する。ステップ１０５にてＴｏ
ｏである時はステップ１０６にて一定時間ごとにＴ−１
をＴに設定し、ステップ１０５に戻り、タイマＴがＴ−
０の時、ステップ１０７にてフラグＦを０に設定して終
了する。

フラグＦがＯに設定されるのに応じてソレノイドコイル
１４７への通電は停止される。

従って、この実行プログラム中、水温が所定値以上と判
定されて、フラグＦが１に設定されている間、ソレノイ
ドコイル１４７への通電がＥＣＵ３Ｏにより実行される
ようになり、上述した作動が行われる。

上述したように本実施例によれば、エンジン１°の始動
時、水温が所定値より低い時はスロットル弁５の下流側
の吸気管６内の負圧がプレッシャーレギュレータ９の気
圧９３内に導入されて、インジェクタ７に供給される燃
料はこの負圧に応じた燃料圧力に制御され、水温が所定
値以上であってコンプレッサ４１が作動していない時は
、コンプレッサ４１とスロットル弁５との間の吸気管６
内の大気圧が気圧室９３内に導入されて、この大気圧に
応じてプレッシャーレギュレータ９により燃。

料圧力は制御され、さらには水温の高低にかかわらずエ
ンジン１の始動直後に過給機４のコンプレッサ４１が作
動した場合、気圧室９３内には過給圧が導入され、この
過給圧に応じてプレッシャーレギュレータ９により燃料
圧力は制御され、かつ気圧室９３へのコンプレッサ４１
とスロットル弁５との間の吸気管６内の圧力導入はエン
ジン１の始動時および始動後所定時間行われるよう構成
されているので、高温時のエンジン１の始動性は燃料圧
力が高められていることで向上し、また始動後のアイド
リングは高められた燃料圧力で、インジェクタ７から燃
料の供給が吸気管６に行われるので所望量の燃料が供給
されて安定し、さらには始動直後にレーシングや急加速
等により、過給機４のコンプレフサ４１が作動した、場
合、その過給圧に応じた燃料圧力となりインジェクタ７
から吸気管６供給される燃料は所望量得られ、理論空燃
比が持続可能となり、充分に始動直後のレーシングや急
加速に対応できる。

なお、上記実施例では温度検知器として水温センサ２８
を用いているが、これは、現在の火花点火内燃機関のほ
とんどのものに水温センサが用いられていることと、冷
却水の温度が、高温時走行後にエンジンを停止した場合
におけるデリバリパイプ８内の燃料温度の変化と、非常
によく似た傾向を示すことからである。しかしこの水温
センサ２８に代えて燃料温度センサを燃料配管８に設け
、燃料温度をＥＣＵ３０に入力するようにしてもよい。

高温時の始動性、および始動後のアイドル安定性は、燃
料配管８内の燃料温度と密接な関係にあり、水温により
燃料圧力を制御するよりも燃料温度により制御する方が
好ましい。

また、上記実施例では圧力切換弁１４のボート１４３を
コンプレッサ４１とスロットル弁５との間の吸気管６に
連通ずる構成としていたが、ポート１４３を該部分とは
接続せず、大気に開放しておくと共に、吸気管６に過給
圧センサを設ける。

あるいはＥＣＵ３Ｏにて過給機４が作動している状態を
判断させる等に構成し、エンジン１の始動時、水温が高
温である場合、ソレノイドコイル１４７に通電して大気
圧を気圧室９３に導入するよう制御すると共に、過給機
４のコンプレッサ４１が作動した場合、または吸気管６
内の圧力が大気圧を越えた場合、水温の高低にかかわら
ず、通電□を停止し過給圧がボー）１４２．１４１を介
して気圧室９３に導入されるよう制御してもかまわない
。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明においては、過給機付き内燃
機関の過給用コンプレッサと、吸気管内に燃料を供給す
る燃料噴射弁と、吸気管に設けられるスロットル弁の下
流側の負圧、大気圧、および上記コンプレッサにより強
制的に上昇された過給圧のいずれかをその気圧室に導入
し、これらの圧力に応じて上記燃料噴射弁の燃料噴射圧
力を調整するプレッシャーレギュレータと、このプレッ
シャーレギュレータの気圧室に上記の負圧、大気圧、過
給圧のいずれかを選択的に導く圧力切換弁と、燃料又は
冷却水の温度を検知する温度検知器と、上記圧力切換弁
の作動を制御する制御回路とを備え、上記圧力切換弁は
機開始動時、上記温度が所定値以上である場合は大気圧
が上記プレッシャーレギュレータの気圧室に導入され、
また機開始動直後、上記コンプレフサが作動した場合、
上記プレッシャーレギュレータの気圧室には上記過給圧
が導入されるよう制御されることを特徴とする過給機付
き内燃機関の燃料噴射装置としたことから、高温時の始
動性は燃料圧力を大気圧に応じた高い圧力に制御されて
、吸気管へ所望量の燃料が供給されるので向上し、アイ
ドリングも安定すると共に、始動直後、過給機が作動し
た場合、過給圧に応じて燃料圧力がさらに高い圧力に制
御されて、所望量の燃料を吸気管内に供給されるので、
始動直後のレーシングや急加速を行っても充分に対応で
きるようになるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例構成を備えた過給機付き内燃
機関の概略構成図、第２図は第１図図示の制御回路内に
格納されている圧力切換弁への通電制価に関する実行プ
ログラムのフローチャート、第３図はプレッシャーレギ
ュレータと圧力切換弁との概略構成ならびに両者の接続
を簡単に示した模式構成図である。 １・・・エンジン、４・・・過給機、５・・・スロット
ル弁、６・・・吸気管、７・・・インジェクタ（燃料噴
射弁）、８・・・燃料配管、９・・・プレッシャーレギ
ュレータ、１４・・・圧力切換弁、２８・・・水温セン
サ、３ｏ・・・ＥＣＵ（制御回路）４１・・・コンプレ
ッサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 過給機付き内燃機関の過給用コンプレッサと、吸気管内
   に燃料を供給する燃料噴射弁と、吸気管に設けられるス
   ロットル弁の下流側の負圧、大気圧、および上記コンプ
   レッサにより強制的に上昇された過給圧のいずれかをそ
   の気圧室に導入し、これらの圧力に応じて上記燃料噴射
   弁の燃料噴射圧力を調整するプレッシャーレギュレータ
   と、このプレッシャーレギュレータの気圧室に上記の負
   圧、大気圧、過給圧のいずれかを選択的に導く圧力切換
   弁と、燃料又は冷却水の温度を検知する温度検知器と、
   上記圧力切換弁の作動を制御する制御回路とを備え、 上記圧力切換弁は機開始動時、上記温度が所定値以上で
   ある場合は大気圧が上記プレッシャーレギュレータの気
   圧室に導入され、また機開始動直後、上記コンプレッサ
   が作動した場合、上記プレッシャーレギュレータの気圧
   室には上記過給圧が導入されるよう制御されることを特
   徴とする過給機付き内燃機関の燃料噴射装置。