JPS61175251A - 燃料噴射内燃機関の燃料圧力制御装置 - 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】 産業上の利用分野 この発明は燃料インジェクタの前後の差圧を一定に制御
する圧力レギュレータを備えた燃料噴１，１内燃機関に
関する。

従来の技術 燃料噴射内燃機関、特に電子制御燃料噴射内燃機関では
燃料インジェクタの前後差圧を一定に制御するため圧力
レギュレータを使用している。即ち、電子制御燃料噴射
内燃機関は燃料噴射量は機関の運転条件に応じて計算さ
れ、その計算された量の燃料の噴射を行うためその計算
された量に応じた時間インジェクタを駆動しているので
ある。

ところが、インジェクタから実際に噴射される燃料の量
はインジェクタの開時間が同じでもインジェクタの前後
の差圧で変化する。従って、正確な量の燃料噴射を行う
ためにその差圧の一定制御が必要となってくるのである
。そこで、燃料ポンプからの燃料圧力とインジェクタが
開口する個所での吸気管圧力との差圧に応動するダイヤ
フラムを備えた圧ノコレギュレータを設け、その差圧を
一定化している。

発明が解決しようとする問題点 圧力レギュレータは吸気管の圧力（ｉＪ１！常は負圧で
ある。）と燃料ポンプからの燃料圧力との差圧に応動す
るダイヤフラムを備えている。始動肋にはスロットル弁
の開度が小さいことがら吸気管圧力（絶対圧）４才小さ
くなり、レギュレータの働きによって相対的にポンプか
らの圧力も小さくなる。

その結果、高速走行してエンジン停止してからそれほど
時間が経過しない内に再始動する場合のように燃料温度
が高いときは、ポンプからの燃料圧力が小さいことと相
俟って燃料通路内に燃料蒸気の発り１−をめることがあ
る。その結果、所謂ヘーパロソク状態になりエンジンの
始動性が悪化することがある。

このような問題を解決するために実開昭５５−９４４３
６号では、エンジンの高温始動時を検知する検知手段を
設け、エンジン高温始動時と検知したときは圧力レギュ
レータを大気に強制的に開放して、同レギュレータの作
動を解除するようにしている。ところが、この従来技術
ではレギュレータ内に得られるのは、精々大気圧である
。従って、ポンプの吐出圧力を始動時にそれ程高くする
ことばできず、結果的に再始動性及びその後のアイトル
安定性に関して十分な効果が得られない問題があった。

発明が解決しようとする問題点 この発明によれば、燃料供給源から燃料インジェクタへ
の燃料の圧力を燃料インジェクタか開口する個所での吸
気管圧力との差圧が一定となるように制御する圧力レギ
ュレータを備えた燃料噴射内燃機関において、機関運転
中に生ずる正圧を保持する蓄圧タンクと、圧力レギュレ
ータを吸気管に接続する第１位置と圧力レギュレータを
蓄圧タンクに接続する第２位置とを有し、通常時は第１
位置に保持される切替弁と、高温始動時に切替弁を第２
位置に切替駆動する感温駆動手段とより成る燃料圧力制
御装置が提イバされる。

作用 機関の通常運転中に蓄圧タンク内に正圧が保持される。

高温始動時切替弁は蓄圧タンクを圧力レギュレータの圧
力制御室に連通ずる。そのためポンプ吐出圧はその正圧
に圧力レギュレータで制御する一定差圧を一ト乗せした
圧力となる。その結果、高い吐出圧力が得られる。

実施例 この発明の第１実施例を示す第１図にターボチャージャ
を備えた燃料噴射内燃機関が略示されている。図におい
て、１ｏはエンジン本体、１２は吸気マニホルド、１３
は燃料インジェクタ、１４はサージタンク、１６はスロ
ットル弁、１８は吸気管、２０は排気管である。ターボ
チャージャ２２は、排気管２０内に配置されたタービン
ホイール２２ａと吸気管１８に配置されたコンブレソサ
ポイール２２ｂとこれらを連結する回転軸２２ｃとより
成る。

燃料インジェクタ１３は燃料供給通路２４及び燃料ポン
プ２６を介して燃料タンク２８に配置さレル、ポンプ２
６より燃料が燃料インジェクタ１３に向は圧送される。

周知のとおり、燃料インジェクタ１３は図示しない電子
制御回路によって駆動され、Ｍｌ算された量の燃料が噴
射されるようになっている。

圧力レギュレータ３ｏはインジェクタ１３の前後差圧、
即ちポンプ２６からの燃料圧力とインジェクタ１３が開
口する吸気マニホルド１２の圧力との差圧を一定に制御
する機能を達成するものである。即ち、圧力レギュレー
タ３０はケーシング３２と３４との間に張設されたダイ
ヤフラム３６を備える。ダイヤフラム３６の一１二下に
はそれぞれ制御圧力室３８と戻り室４０とが形成される
。戻り室４０に燃料戻しパイプ４１が開口し、同パイプ
４１は燃料タンク２８に接続される。また、ケーシング
３４にポンプ圧力導入パイプ４２が固定され、通路４４
によってポンプ２６の下流の燃料供給通路２４に接続さ
れる。ポンプ圧力導入パイプ４２は、ダイヤフラム３６
に取付された弁体５０によって戻り室４０に対して開閉
される。圧力制御室３８内にばね５２が配置され、弁体
５０はポンプ圧力導入パイプ４２を閉鎖するように付勢
されている。

この発明によれば、エンジン高温始動時か否かを検知し
蓄圧された正圧または吸気管圧力を圧力制御室３８に印
加するように切り替える機構が設りられろ。この機構は
、切替弁６０と蓄圧タンク６２とより成る。ＬＩＪ替弁
６０は共通ポート６０ａと、第１切替ボーｆ・６０ｂと
第２切替ボー１−６０ｃとを備える。ノ（通ボー１□６
０ａｌｌパイプ６６によってレギュレータ３０の制御圧
力室３８に接続される。第１ＬＩ］替ボー１６０ｂはバ
イブロ８によってサージタンク１４の圧力取出ポート１
４′に接続される。

第２切替ボート６０（、はパイプ７０によって蓄圧タン
ク６２のユニオン７２に接続され、同ユニオン７２は蓄
圧タンク６２内の空間に連通される。蓄圧タンク６２は
正圧保持弁７４を有しばね７６に、１−ってｉｍ常はユ
ニオン７Ｂを閉鎖している。ユニオン７８　！；Ｉパイ
プ７つによってサージタンク１４の側に連１Ｉｒ１され
る。

８０　ｉ；ｌこの発明に従って高温始動時の切替弁６０
の駆動を行う制御回路を示している。制御回路８０　＋
；Ｉイグニッションキーと連動するスイッチ８２と、燃
「１インシＬクタ１３への燃料の温度に応して駆動され
る温度スイッチ８４と、インバータ８６と、［ランシス
タ８８とより成る。トランジスタ８Ｂのエミッターコレ
クタ回路に切替弁６０のソレノイド６０ｄの一端が結線
され、ソレノイＦ’６０ｄの他端はイグニッションキー
スイッチ８２のＯＮ及びＳＴ接点に接続される。トラン
ジスタ８８のヘーヌはインバータ８６及び分圧抵抗Ｒ１
及びＲ２で分圧され、ＯＮ及びＳＴ接点に結線される。

抵抗Ｒ１及びＲ２の分圧点は温度スイッチ８４を介して
接地されている。温度スイッチ８４の感温部８４ａは燃
料連絡２４の燃料インジェクタ１３に比較的近い個所に
設置されるのが好ましい。向、イグニッションキースイ
ッチ８２しま燃料ポンプ２６を駆動する配線も有してい
る。

以−ヒ述べた第１実施例の作動を説明すると、機関始動
時にイグニッションキースイッチ８２はＯＮ接点次いで
ＳＴ接点に回され（第２図時刻１＋）、スタータが作動
を開始する（第２図（ロ））。

もし、機関が長時間１ヒまっているものとすれば感温部
８４ａによって検知される燃料温度は低く、燃料温度は
第２図（ハ）のＡに示すように始動からの時間の経過に
したがって徐々に増加してゆく。

このとき感温スイッチ８４ば叶Ｆを紺持しく第２図（ニ
））、分圧点ｐは旧ｇｈレベルとなるがインバータ８６
の介在によってトランジスタ８８のヘースＬ：Ｉ：１．
ｏｗレヘルとなり、同トランジスタはカッ１−オフ状態
であり、ソレノイド６０ｄは消磁される。

その結果、切替弁６０ば白のポート位置となり（この切
替弁６０　（ＶＳＶ）の位置を閉と称する（第２図（ホ
））、サージタンク１４内の吸気管圧力が圧力レギュレ
ータ３０の制御圧力室３８に導入される。従って、ダイ
ヤフラム３６の上側には吸気管圧力が下側にはポンプ２
６の吐出圧力が作用する。その差圧がばね５２に打ち勝
てばダイヤフラム３６は第Ｆ図の上方に動き弁体５０は
パイプ４２を解放しポンプ２６の吐出圧力を降下させ、
ばね５２の力が差圧より大きくなればダイヤフラム３６
は下方に動き弁体５０はパイプ４２を閉鎖しポンプ２６
の吐出圧力を増加させる。このような作動の繰返しによ
ってダイヤフラム３６の差圧、即ち燃料インジェクタ１
３の前後差圧はばね５２の荷重に等しい一定値に制御さ
れ、燃料噴射量が吐出圧の変化の影響を受けないという
レギュレータの周知の作動が達成される。

機関の作動中においてターボチャージャ２２は過給作動
を実行し、排気ガスのエネルギによってターピン２２ａ
が回転駆動され、コンプレッサ２２ｂは吸入空気の圧縮
を行い高い機関出力が得られる。

ターボチャージャ２２の作動の結果吸気管内は正圧とな
るが、このとき正圧保持弁７４はばね７６に抗して押し
下げられ、切替弁６０が閉であることと相俟って蓄圧タ
ンク６２内にその正圧が保持される。

機関の停止のためイグニソションキースイ・ノチ８２が
ＯＦＦ位置に切り替わると（時刻ｔｚ）その直後は機関
１０の温度は高く、かつ走行風なし）シは冷却ファンに
よる冷却作用が得られないので、機関の余熱によって感
温部８４ａが検知する燃料温度は第２図（ロ）のＢのよ
うに増大する。この温度増大期間において機関の始動の
ためイグニ・ノションキースイソチ８２がＯＮ接点次い
でＳＴ接点Ｇこ投入されると（時刻ｔ３）感温スイ・ノ
チ８４はＯＮとなる（第２図（ニ））。即ち、感温部８
４が検知する燃料温度が設定レヘルＴ＋（このレー・ル
Ｔ１ば始動不良を生ずる燃料温度より決められる。）を
超えるからである。そのとき分圧点ｐは接地されるため
Ｃｏ−レヘルとなるがインバータ８６によって反転され
、ｉ−ランジスタ８８のヘースは旧ｇｈレヘルとなり、
同トランジスタ８８は導通し、切替弁６０のソレノイド
６０ｄは通電される。その結果、切替弁６０は黒のボー
ト位置（この切替弁νＳνの位置を開とする）となり、
圧力レギュレータ６２の制御圧力室３８は蓄圧器６２に
連ｉ１される。その結果、圧力室３８内の圧力は蓄圧タ
ンク６２内に保持されていた正圧となり、ダイヤフラム
３２の差圧を一定に制御する圧力レギュレータ３０の作
動特性に基づいて戻り室４０の圧力即ちポンプ２６の目
出圧力は高くなる。吐出圧力が高くなることから燃料通
路内での蒸発傾向が制御される。

始動後相当の時間が経過しく時刻ｔｎ）、感温部８４、
］の検知する燃料温度が所定値Ｔ１以下となると、感温
スイッチ８４は叶Ｆとなり　（ニ）、切替弁６０は閉と
なり　（ホ）、圧力レギュレータ３０に吸気管圧力が入
り、レギュレータ３０の通常の作動が行われる。

第３図に示す第２実施例は第１実施例における燃料温度
を検知するスイッチ８４の代りに機関の冷却水温を検知
するスイッチ９０を採用しているのが相違する。これに
伴って、制御回路８０はタイマ９２とＡＮＤゲート９４
とをｆ翁える。へＮｌ′ｌゲート９４の反転入力は水温
スイッチ９０の接続される分圧点ｐに結線される。ＡＮ
ＩＩＩゲート９４の非反転入力はタイマ９２の出力に結
線され、タイマ９２の入力は分圧抵抗Ｒ３及びＲ４を介
してイグニッションキースイッチ８２の側に結線される
。

分圧点ｑはイグニッションキースイッチ８２と連動する
スイッチ８２′のＳＴ摺接点介して接地される。

この第２実施例の作動を説明すると、時刻ｔ１で機関を
始動するときイグニッションキースイッチに連動するス
イッチ８２′がＳＴ摺接点はいり（］２） この立し上がりによってタイマ９２がトリガされ、その
出力は始動から所定時間δｔの機関だけ１（ｌｌｉｇｈ
）となる（第４図（ホ））。ところがエンジンが冷たい
ため感温部９０′の検知する冷却水温度は所定値Ｔ２１
ソ下であり、冷却水温スイッチ９０はＯＦＦをイ呆つ（
ニ）。そのためＡＮＤゲート９４は　１，０囚出力を出
し、トランジスタ８８はカットオフとなり、ソレノイド
６９ｄは消磁され、切替弁６０は閉鎖する。従って、第
１実施例と同様圧力レギュレータ３０の通常の作動が行
われる。

機関の作動中に本体１０の冷却水ジャケットのところに
設置される感温部９０′によって検知される冷却水温は
機関の作動継続によって第４図の（ハ）に示すように変
化し、相当時間経過後はほぼ一定値となる。このｉｍ常
作動の間蓄圧タンク６２内に正圧が蓄積される。

時刻ｔ２でイグニッションキーをＯＦＦすることにより
機関を停止してから時間がそれほど経過しない・うちに
時刻ｔ３で再始動する場合、燃料温度は第１実施例で説
明したと同様に著しく増大する（チ）。この場合冷却水
温はほとんど下がらないため、感温部９０′で検知され
る冷却水温は所定値以上となりスイッチ９０が投入され
る（第４図（ニ））。一方、イグニッションキーと連動
するスイッチ８２′がＳＴ端子に投入されることにより
、タイマ９２１１７）’出力力１１ｉｇｈとなることか
ら＾ＮＤゲート９４の出力はＩｌｉｇｈとなる（第４図
（へ））。

その結果トランジスタ８８が駆動され、ソレノイド６０
ａは励磁され、切替弁６０は黒のポート位置（開（ト）
）をとり、蓄圧タンク６２に保持されていた正圧が圧力
レギュレータ３０に印加され、ポンプ２６から燃料イン
ジェクタ１３への燃料圧力を高くする。

タイマ９２が所定時間δｔを計測するとその出力はＬｏ
ｗとなり、ＡＮＤゲート９４はＩ、ＯＷ出力を出し、ト
ランジスタ８８はカットオフ状態になって切替弁６０は
本来の閉鎖位置に戻る。タイマ９２の作動時間は高温始
動時始動性が不良となる時間、即ち、燃料温度が始動性
を悪化させる第４図（チ）のＸの時間より適当に決定さ
れる。

以−１−説明の第１及び第２の実施例はターボチャージ
ャを備え吸気管内に正圧が生ずる内燃機関への応用例で
あるが、勿論、ｍ城代の過給機を備えたエンジンにも応
用できる。

エンジンが過給機を備えない場合でも高回転型のエンジ
ンで６才再始動性が不良となり、この考案が有効である
。過給しないことから吸気管内は正圧にならないが他の
正圧源、例えば二次空気導入装置等の空気ポンプからの
正圧を蓄圧タンク内に保持しておくことで、同様な作動
を実現することができる。この場合、第１，３図の７９
のパイプをサージタンク１４に接続する代りに、空気ポ
ンプの吐出部分に接続することになる。

発明の効果 エンジンの高温始動時圧力レギュレータに正圧を導入す
ることによって燃料噴射弁への燃料圧力を高くすること
ができ、これによって機関の始動性及びアイドル安定性
を向上することができる。

即ち、過給機イ」の内燃（穴開等の高出力エンジンでは
吸気温が通常のものより高くなるので、ベーパロックし
易い。そのため圧力レギュレータにｔ４Ｌに大気圧を導
入するのでは不十分であり、この発明のように正圧を導
入することで燃料圧力をヘーパロソクを完全に防止でき
る程度まで高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例を示す図。 第２図は第１実施例の作動を説明するタイミング図。 第３図は第２実施例を示す図。 第４図は第２実施例の作動を説明するタイミング図。 １２　吸気マニホルド、 １３　インジェクタ、 １４−サージタンク、 ２２−ターボチャージャ、 ２６　燃料ポンプ、 ３０−圧力レギュレータ、 ６０−切替弁、 ６２−蓄圧タンク、 ７４　正圧保持弁、 ８０−制御回路、 ８２−イグニッションキースイッチ、 ８４　燃料温度スイッチ、 ９０−冷却水温スイフチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料供給源から燃料インジェクタへの燃料の圧力と燃料
   インジェクタが開口する個所での吸気管圧力との差圧が
   一定となるように前記吸気管圧力を導入することにより
   制御する圧力レギュレータを備えた燃料噴射内燃機関に
   おいて、機関運転中に生ずる正圧を保持する蓄圧タンク
   と、圧力レギュレータを吸気管に接続する第１位置と圧
   力レギュレータを蓄圧タンクに接続する第２位置とを有
   し、通常時は第１位置に保持される切替弁と、高温始動
   時に切替弁を第２位置に切替駆動する感温駆動手段とよ
   り成る燃料圧力制御装置。